A novela História de Amor apresenta um intrigante quadrilátero amoroso. Carlos Alberto Moretti, um famoso endocrinologista interpretado por José Mayer, viveu uma década de romance com Sheila (Lilia Cabral), mas decide se casar com Paula (Carolina Ferraz). A trama se complica ainda mais quando Carlos se envolve com Helena (Regina Duarte), mãe de Joyce (Carla Marins), enquanto Sheila e Paula continuam disputando o amor do médico.
O casamento de Carlos e Paula ocorre em meio a um turbilhão. No trajeto para a cerimônia, Carlos testemunha uma briga entre Joyce e seu namorado, Caio (Ângelo Paes Leme), que empurra a jovem de um jipe. Movido por sua vocação médica, Carlos a leva para sua clínica, onde descobre que ela está grávida. Mesmo com o atraso, ele chega a tempo de se casar com Paula, que o aguardava ansiosa ao lado de seu pai, Rômulo (Cláudio Corrêa e Castro).
Embora Carlos se case com Paula, ele não consegue esquecer a cena de agressão e a história de Joyce. É através dela que conhece Helena, mãe da jovem e ex-mulher de Assunção (Nuno Leal Maia). Com o tempo, Carlos se apaixona por Helena e, após se separar de Paula, inicia um relacionamento com ela. Contudo, Sheila permanece determinada a reconquistá-lo.
Um dos grandes conflitos da trama surge quando Joyce descobre que não é filha biológica de Helena. Sua tia, irmã de Helena, teve um relacionamento com Assunção e engravidou, mas morreu em um acidente quando Joyce era apenas um bebê. Helena assumiu a criança como sua filha. A revelação abala Joyce, mas, no penúltimo capítulo, mãe e filha se reconciliam em uma emocionante cena de perdão.
As rivalidades de Sheila e Paula resultam em desfechos trágicos. Grávida de Carlos, Paula é atropelada ao tentar fugir de Sheila e perde o bebê. Sheila, por sua vez, termina a novela sozinha e mentalmente abalada, após tentar sufocar Paula no hospital. Sua obsessão por Carlos a leva a um isolamento dramático. Ao final, Helena e Carlos conseguem superar os obstáculos que enfrentaram ao longo da história.
