Anh Thầy Ngôi Sao xây dựng câu chuyện phim xoay quanh Hoàng (Huyme) – một chàng trai trẻ khao khát trở thành ca sĩ nổi tiếng, vì chưa gặp thời nên tạm kiếm sống bằng công việc làm thầy giáo dạy nhạc. Sau một biến cố, Hoàng buộc phải chuyển công tác ra đảo Quí và gặp không ít phiền toái khi tiếp quản một lớp học đặc biệt chỉ với vỏn vẹn 5 học trò. Nhiều lần bỏ về không thành vì đám nhỏ và người dân trên đảo luôn tìm mọi cách để giữ chân thầy giáo, Hoàng vừa miễn cưỡng chấp nhận cuộc sống mới, vừa tìm cơ hội thực hiện ước mơ của mình.
Đạo diễn Đức Thịnh cho biết 2 đề tài showbiz và tình thầy trò được kết hợp để anh kể về hành trình theo đuổi ước mơ của những người trẻ. “Gần đây tôi luôn muốn làm những bộ phim thương mại mang tính xã hội nhiều hơn, hướng đến những điều tốt đẹp và đem lại suy nghĩ lạc quan. Chính vì bắt được tín hiệu đó từ kịch bản Anh Thầy Ngôi Sao, tôi đã rất hào hứng tham gia với vai trò đạo diễn” – Đức Thịnh chia sẻ.
Đức Thịnh tiếp tục đặt niềm tin vào những gương mặt trẻ khi trao vai chính cho Huyme. Anh chàng sẽ hóa thân thành một thầy giáo mang đậm phong cách "showbiz" từ ngoại hình đến tính cách. Trong khi đó, Miu Lê có sự trở lại mới mẻ khi vào vai một cô gái vùng biển rắn rỏi, bụi bặm, có cá tính mạnh. Phim còn có sự tham gia của nhiều diễn viên quen thuộc như Xuân Nghị, Gil Lê, Hứa Minh Đạt… Đạo diễn Đức Thịnh cũng sẽ tham gia Anh Thầy Ngôi Sao với một vai phụ có tính cách tưng tửng, tếu táo.
Cùng góp phần tạo nên lớp học hài hước “có một không hai” trên đảo là gương mặt nhí Nguyễn Minh Chiến – á quân Giọng Hát Việt Nhí 2018 với nhân vật cậu học trò nghèo có tài năng ca hát thiên bẩm. Mai Cát Vi – cô bé mới đây gây ấn tượng với vai con gái của Hai Phượng trong bộ phim cùng tên, hay Ngân Chi – gương mặt quen thuộc trong nhiều vở kịch và phim điện ảnh đều là những diễn viên nhí đã giành được nhiều cảm tình của khán giả. Ngoài ra, Bảo Phúc và Duy Sinh – 2 gương mặt nhí lần đầu xuất hiện với hi vọng mang lại một làn gió tươi mới trên màn ảnh.
Anh Thầy Ngôi Sao được ghi hình tại nhiều vùng biển đảo nổi tiếng như đảo Phú Quý, đảo Điệp Sơn, Mũi Kê Gà…, Phần nhạc phim của Anh Thầy Ngôi Sao cũng được cầm trịch bởi nhạc sĩ Nguyễn Hải Phong.