ธันยธรณ์ หรือแพท (อรจิรา แหลมวิไล) โกรธมากเมื่อจับได้ว่าเมื่อ รัญธิดา หรือรัญ (คีรติ มหาพฤกษ์พงศ์)หลานสาว แอบหมั้นกับพิรภพ(สน ส่งไพศาล) นายจ้างหนุ่มเจ้าของ รีสอร์ท รัญเองก็เสียใจคิดว่าแพทขัดขวางอนาคตที่สวยงามของเธอ เพราะทิพปภา (ชฎาพร รัตนากร) แม่ของเธอติดคุกด้วยข้อหายาเสพย์ติด ซึ่งเป็นเรื่องที่รัญรับไม่ได้ และไม่เคยไปเยี่ยมแม่เลยตลอดเวลาที่ติดคุก รวมทั้งปกปิดเรื่องในอดีตของเธอกับทุกคนด้วย

เมื่อ 6 ปีก่อน แพทพาอะตอม(ด.ช.อชิรวิชช์ เดชปรอท) ลูกชาย และรัญธิดา มาอยู่ที่ปากช่อง ท่ามกลางเสียงนินทา แต่แพทก็กัดฟันเลี้ยงดูลูกชายและส่งเสียรัญจนจบ ด้วยการเป็นพนักงานบริษัทเล็กๆ และทำเค้กส่งขายที่ร้านกาแฟของเตอร์(ธนวัฒน์ ประสิทธิสมพร) เพื่อนสนิทของเธอที่ปากช่อง พิรภพต้องการรีบแต่งงานกับรัญ เพราะเพิ่งรู้ว่ากันตา(กาญจนา จินดาวัฒน์) แม่ของเค้าเป็นโรคมะเร็ง และเล็งเห็นว่า รัญเป็นผู้หญิงที่เหมาะสมที่สุด จึงไปปรึกษากับธาริศ(สหรัฐต์ หิรัญญ์ธนภูวดล) ลูกพี่ลูกน้อง พิรภพจึงชวนแพทมาทำงานที่รีสอร์ท สองคนเป็นไม้เบื่อไม้เมากัน จนรัญต้องคอยห้ามทัพเป็นประจำ แต่แพทมักมีข้อแนะนำดีๆ ในเรื่องงานที่พิรภพคิดไม่ถึงเสมอ ในขณะเดียวกันรัญก็กลัวว่าแพทจะเปิดเผยความลับของเธอ นอกจากนี้ เฉิดโฉม(สิตางศุ์ ปุณภพ) ประชาสัมพันธ์สาวที่ชอบพีทอยู่ จึงคอยหาเรื่องจับผิดสองน้าหลานอยู่เสมอ

ธาริศพาภรรยาคือ ทักษอร(พรรณวรท ด้วยเศียรเกล้า) มาพักผ่อนที่รีสอร์ท ทักษอรสร้างภาพเป็นหญิงสาวขี้โรคให้ธาริศคอยดูแล เพราะรู้ว่าธาริศยังไม่ลืมคนรักเก่า ด้านธาริศได้เจอกับว่าที่เจ้าสาวของพี่ชายคือรัญก็ตกใจมาก ทำให้นึกถึงเรื่องราวในอดีตระหว่างตนกับรัญ ที่ในอดีตย่ามักจะด่าทอทุบตีรัญเป็นประจำ จนรัญน้อยใจในชีวิตของตัวเองและคิดฆ่าตาย แต่ธาริศมาช่วยไว้ และปลอบใจรัญ ด้วยความใกล้ชิดหนุ่มสาวจึงได้เสียกัน สองคนสัญญากันว่าจะหนีไปใช้ชีวิตร่วมกัน แต่รุ่งขึ้นธาริศกลับไม่มาตามสัญญา ต่อมารัญตั้งท้อง ย่ายิ่งโกรธและขายหน้า สั่งให้รัญออกจากโรงเรียน โชดดีที่แพทยื่นมือเข้ามาช่วย พารัญไปอยู่ที่อื่นและรับอะตอมเป็นลูกเสียเอง

ธาริศพยายามเตือนพิรภพ ว่ารัญอาจจะไม่ใช่ผู้หญิงที่ดี รัญเองก็หลบหน้าธาริศ แต่ธาริศกลับพยายามพาตัวเข้ามาตอแย โดยอ้างเรื่องที่รัญปกปิดสิ่งที่เกิดขึ้นในอดีตหวังจะจับพิรภพ จนวันหนึ่งธาริศช่วยอะตอมที่เกือบถูกม้าในคอกดีดไว้ได้ และด้วยสายเลือดก็ทำให้พ่อลูกเล่นกันถูกคอ แม้แต่ รุจวี(ปภัสรา เตชะไพบูลย์) แม่ของธาริศที่ไม่ชอบรัญกับแพท ก็ยังหลงเสน่ห์ความน่ารักของอะตอม รัญแสดงออกชัดเจนว่าไม่ชอบให้ธาริศมายุ่งกับอะตอมอีก ถึงกับคาดโทษอะตอมถ้าจับได้ว่าหนีมาเล่นกับธาริศ สร้างความงุนงงให้กับทุกคนมาก

ทิพปภาได้รับการอภัยโทษออกจากคุกมาเร็วกว่ากำหนด กลับมาอยู่กับแพท รัญกลัวพิรภพจะรู้ ทิพปภาจึงตัดสินใจปกปิดฐานะของตัวเอง เมื่อพิรภพมาก็บอกว่าเป็นแค่คนใช้ ทำให้แพทยิ่งผิดหวังในตัวหลานสาวมากขึ้น

พิรภพพาแพทกับอะตอมไปน้ำตก อะตอมเกิดอุบัติเหตุตกน้ำ แพทรีบจะไปช่วยจนทำให้ขาเพลงตกน้ำไปอีกคน โชคดีที่พิรภพช่วยเอาไว้ทัน แพทและอะตอมไข้ขึ้นสูง ทำให้รัญต้องมาเฝ้าแทนและมีโอกาสดูแลอะตอมอย่างใกล้ชิด ตกดึกอะตอมฝันร้ายตื่นมาร้องไห้ ธาริศผ่านมาได้ยินจึงเข้ามาปลอบ รัญเห็นพ่อลูกอยู่ด้วยกันก็ใจอ่อนจนเกือบบอกความจริง แต่ทักษอรเข้ามาเห็นธาริศกับรัญก็เกิดอาการหอบหืดชักอย่างรุนแรง และเริ่มสงสัยทั้งคู่ จึงให้เฉิดโฉมจับตาดูจนรู้ความจริงว่า รัญคือคนรักเก่าของธาริศนั้นเอง

พิรภพเริ่มประทับใจในตัวแม่ม่ายอย่างแพทมากขึ้นเรื่อย ๆ แต่กันตาอาการกำเริบหนัก ขอให้พิรภพรีบแต่งงาน เฉิดโฉมจึงประกาศความจริงให้ทุกคนรู้ พิรภพโกรธมาก รัญจึงสารภาพความจริงว่าอะตอมเป็นลูกตัวเองไม่ใช่ลูกของแพท ทิพปภาถึงกับยอมกราบเท้าขอโทษกันตากับพิรภพขอร้องไม่ให้ยกเลิกการแต่งงาน รัญซึ้งใจมาก และปรับความเข้าใจกับแม่ได้

ทักษอรทะเลาะกับธาริศอย่างรุนแรงเรื่องจะรับอะตอมเป็นลูก เพราะกลัว ธาริศจะกลับไปคืนดีกับรัญ จนแอบจ้าง เปลี่ยน(วิทิต แลต) คนงานเก่าของรีสอร์ทมาจับตัวอะตอมไปจัดการฆ่า พิรภพกับธาริศตามไปช่วยได้ เปลี่ยนโดนจับยอมรับสารภาพว่าทักษอรเป็นจ้าง ทักษอรโมโหจะยิงเปลี่ยน แต่กลับโดนยิงตายเสียเอง รุจรวียอมเปิดเผยความจริงว่าในอดีตธุรกิจที่บ้านมีปัญหา บ้านทักษอรยื่นมือเข้ามาช่วย รุจรวีจึงต้องบังคับให้ธาริศแต่งงานกับทักษอรเพื่อตอบแทนบุญคุณ ทั้ง ๆ ที่ไม่ได้รักทักษอรเลย

หลังเหตุการณ์ ร้ายๆ ผ่านไป รัญ อะตอม และ ธาริศจึงกลับมาอยู่พร้อมหน้าพ่อแม่ลูก ส่วนแพทและพิรภพต่างก็กลับมาเป็นอิสระปราศจากพันธะอีกครั้ง เรื่องราวความรักของอดีตแม่ม่ายเรือพ่วงและเจ้าของรีสอร์ทหนุ่มจะลงเอยอย่างไร? ติดตามได้ใน “หัวใจเรือพ่วง” ทางช่อง 5 เร็วๆ นี้