Lurdes (Regina Casé/ Lucy Alves), há 26 anos, saiu do vilarejo onde morava no Rio Grande do Norte rumo ao Rio de Janeiro com os filhos pequenos Magno (João Guilherme Fonseca quando criança), Ryan (Pietro Buonnafina quando criança) e a recém-nascida Érica. No caminho, ela encontrou um bebê abandonado na estrada e o levou consigo. Foi assim que Camila se juntou à família. O que moveu Lurdes a sair de sua cidade natal a acompanha até hoje: encontrar Domênico (Eros Lazari quando criança), um de seus quatro filhos biológicos, que foi vendido pelo pai aos dois anos de idade. Todos os filhos de Lurdes a admiram muito.
Magno (Juliano Cazarré), o mais velho, é casado com Leila (Arieta Corrêa), que está em coma há anos, e cuida sozinho da filha Brenda (Clara Galinari). É no hospital onde Leila está internada que ele conhece Betina (Isis Valverde) e os dois se aproximam. Ryan (Thiago Martins) é músico, dá aulas para bebês e toca em churrascarias, enquanto Camila (Jéssica Ellen) é professora de uma escola pública. Ela é a única formada da família e transformar o mundo através da educação é o objetivo central em sua vida. Érica (Nanda Costa) não quer mudar o mundo como sua irmã, ela quer conquistá-lo. É uma jovem autêntica e exuberante que cativa o rico empresário Raul (Murilo Benício), que vai conhecer um mundo muito distante do seu ao se envolver com a filha de Lurdes.
Thelma (Adriana Esteves) ficou viúva há mais de 20 anos e vive para o filho Danilo (Chay Suede). O jovem sobreviveu ao incêndio que matou seu pai graças ao amor incondicional da mãe, que se arriscou entre as chamas para salvá-lo. A vida de Thelma muda quando, durante um exame de rotina, descobre um aneurisma cerebral inoperável e começa uma corrida contra o tempo para conseguir realizar seus sonhos. Mas todos os desejos da sua lista envolvem Danilo, que não sabe da doença e vive um momento de se emancipar da mãe superprotetora. Ele decide sair debaixo das asas da mãe, que não se conforma com a independência do filho e fará o que tiver ao seu alcance para mudar essa realidade.
Vitória (Taís Araújo) é uma advogada que ganha muito dinheiro defendendo políticos e empresários corruptos. Seu principal foco é o trabalho, e sua maior frustração é não conseguir engravidar. A busca incessante pela gravidez acaba destruindo o seu casamento com Paulo (Fabrício Boliveira). Após a separação, ela segue com o projeto de adotar uma criança e, enquanto espera a chegada do filho, conhece Davi (Vladimir Brichta). A atração entre os dois é forte e depois de uma noite juntos ela se surpreende ao descobrir estar grávida, o que faz com que o contato com o pai da criança precise ir muito além de um encontro casual.
Davi é um ativista ambiental e faz da sua vida uma luta para salvar a última parte não poluída da Baía de Guanabara. Ele é um grande empecilho para as ambições de Álvaro (Irandhir Santos), empresário de ética duvidosa que é o principal cliente de Vitória. Álvaro é dono de uma fábrica de plástico em expansão e que burla normas ambientais. Com todos esses acontecimentos e relações, a advogada, e agora mãe de dois, precisa rever seus valores e comportamento.
Jéssica Ellen interpreta Camila, filha de Lurdes (Regina Casé) e a primeira da família a se formar na universidade. Na formatura, dedica o diploma à sua mãe que a adotou ainda bebê e batalhou muito para que ela conseguisse concluir o curso. Como professora de História, Camila pretende ajudar a transformar a realidade de seus alunos.
Erika Januza cortou o cabelo bem curtinho para interpretar Marina, que tem jornada dupla, pois trabalha em um bar e treina muito para ser campeã de tênis. É namorada de Ryan (Thiago Martins), mas sua prioridade no momento é correr atrás do título no esporte. Conta com a ajuda de Samuel (Gustavo Novaes), seu treinador, no sonho de ser uma tenista consagrada.
Isis Valverde será Betina, enfermeira no hospital onde Leila (Arieta Corrêa) está internada e Brenda (Clara Galinari) faz tratamento. Por conta de seu trabalho conhece Magno (Juliano Cazarré), marido de Leila e pai de Brenda. Seu ex-marido Vicente (Rodrigo Garcia) não aceita a separação.
Thiago Martins, assim como na vida real, será músico em Amor de Mãe. Na trama, ele será Ryan, segundo filho de Lurdes (Regina Casé). Assim como os irmãos Magno (Juliano Cazarré), Érica (Nanda Costa) e Camila (Jéssica Ellen) é muito ligado à família. Ele leva a vida com tranquilidade e alegria, namora Marina (Erika Januza) e trabalha dando aulas de musicalização infantil. Também toca e canta em churrascarias.
O elenco completo da novela “Amor de Mãe” é formado pelos atores Adriana Esteves, Alejandro Claveaux, Ana Flávia Cavalcanti, Antônio Benício, Arieta Corrêa, Camila Márdila, Chay Suede, Clara Galinari, Clarissa Kiste, Cláudio Gabriel, Dan Ferreira, Daniel Ribeiro, Débora Lamm, Douglas Silva, Duda Batsol, Enrique Diaz, Erika Januza, Eros Lázari, Fábio Assunção, Fabrício Boliveira, Gabriel Palhares, Gianlucca Mauad, Gustavo Novaes, Humberto Carrão, Irandhir Santos, Isis Valverde, Jéssica Ellen, João Fernando Pydd, João Guilherme Fonseca, Juliano Cazarré, Júlio Andrade, Lucy Alves, Magali Biff, Malu Galli, Maria Eduarda Miliante, Milhem Cortaz, Murilo Benício, Nanda Costa, Nando Brandão, Pedro Guilherme Rodrigues, Pietro Buannafina, Rafaela Brasil, Regina Casé, Rodrigo Garcia, Taís Araújo, Thiago Martins, Tobias Carrieres, Tuca Andrada, Vera Holtz e Vladimir Brichta.