Mike y Molly es una comedia que demuestra que es posible encontrar el amor en los lugares más inusuales. Mike Biggs es un bienintencionado oficial de policía de Chicago que busca perder algo de peso. Molly Flynn es una agradable profesora de cuarto grado con un gran sentido del humor sobre su peso. Los dos se conocen un día cuando Mike asiste por primera vez a una reunión de Comedores Compulsivos, y se enamoran al instante. Ambos afrontan numerosos retos en su intención de perder peso, pero tras haberse encontrado tratarán de ayudarse entre ellos para perder los kilos que les sobran.