Cómo conocí a vuestra madre comienza con la voz en off de Ted en el año 2030, cuando relata a sus dos hijos adolescentes cómo conoció a su madre y cuáles fueron sus vivencias hasta que, por fin, encontró el amor verdadero. Todo tuvo lugar cuando Marshall (Jason Segel, Claúsula de escape), el mejor amigo del protagonista, decide pedirle a Lily (Alyson Hannigan, American Pie), su novia de toda la vida, que se case con él.

Ted se da cuenta de que él también debe apresurarse si quiere encontrar el amor verdadero y formar una familia, para lo que cuenta con Barney (Neil Patrick Harris, Un médico precoz), el compañero perfecto para dicha búsqueda. Se trata de un hombre algo extravagante y adicto a los somníferos al que le encanta conocer mujeres en el bar donde todos se reúnen y llevar siempre traje. Cuando por fin Ted conoce a Robin, una impresionante mujer, está completamente seguro de que es amor a primera vista, pero el destino podría depararle muchas sorpresas.