《我的女神室友斗娜》是一部成长题材爱情片，改编自
韩国人气网漫《爱上姐姐的理由》，讲述了普通的大一学生和前韩国流行偶像在学生宿舍相遇的故事。
李元峻（梁世宗 饰）是一名靠打工谋生的学生。一天，他遇到了从音乐界退休后一直过着隐居生活的李斗娜（裴秀智 饰）。斗娜最初不愿意让李元峻和她住在一起，并误认为李元俊是她的“私生饭”，但很快，她发现自己喜欢元俊友善的一面，并主动接近他。在李元峻帮助她度过难关后，她最终改变了心意。当元峻和斗娜开始同居时，他们开始对彼此产生感情。然而，由于杜娜仍在努力克服自己的过去，并害怕再次受到伤害，他们的关系变得复杂起来。
李政孝导演曾透露他的导演重点，他表示《我的女神室友斗娜》是一部讲述生活在不同世界的两个人深入彼此的世界，认识和了解彼此的世界，进而合二为一的故事，描绘了青春、回忆和爱情。李政孝表示在执导一部爱情剧时，主角之间的化学反应是一个很重要的点。两个人之间（
裴秀智和
梁世宗）确实产生了化学反应。李政孝说：“当我看到他们的时候，他们就变得更加亲密了。下半场，即使我什么都不做，只要看着对方的眼睛，化学反应就变得活跃起来。”
裴秀智和梁世宗透露了选择这部作品的原因。裴秀智说：“我一收到剧本就立刻查了原著
网络漫画，心里很激动，气氛很奇怪，是一个我以前没演过的角色。” 她补充道，“当我收到剧本时，我兴奋得几乎要尖叫起来。我选择它是因为我认为在我变老之前我现在可以漂亮地表达它。”
梁世宗说：“读剧本时我感到非常兴奋。我的心跳得很快。”并补充道，“我认为这将是我最后一次能够扮演20岁出头的人。”
李政孝导演透露了选择梁世宗饰演元俊的原因。他说：“如果你看网络漫画，他很普通，他拥有的就是纯真本身。当我第一次看到梁世宗时我就有这种感觉，所以我建议选他。”
2023年9月21日，《我的女神室友斗娜》发布正式前导预告，
Netflix（Netflix）也同步释出三款前导海报，以两人的文字对话，透露斗娜和元峻充满磁性的关系。