Сериал "Мечта на троих" – история молодой девушки Веры, которая на протяжении нескольких лет противостояла сложному заболеванию. Врачи не давали никаких надежд женщине на спасение или хотя бы восстановление. Героиня же продолжала верить в то, что когда-нибудь обязательно станет мамой. Это стремление казалось главным в жизни. Вера не хотела разрушать отношения с мужем из-за своей невозможности забеременеть. В итоге Дима не стал долго ждать и ушёл к другой женщине. Теперь он счастлив в браке с Катей и воспитывает годовалую дочку Аннушку. Наконец-то Вера находит в себе силы побороть проблему, которая делала её несчастной все эти годы. Она узнает о возможности зачать ребёнка и готовится к искусственному оплодотворению. Правда, в лаборатории теряются её данные, из-за чего героине приходится думать об очередном предательстве со стороны бывшего мужа. Чтобы разобраться в этом наверняка, Вера обращается к Кате. Через какое-то время она начинает подозревать, что Аня – её дочь.