1966年，从新加坡返回香港想忘掉过去的周慕云（梁朝伟 饰）住进东方酒店的、同他曾经熟悉的数字2046只差一号的2047号房，开始了他的卖文生涯。眼前、曾经在他身边出现过的一个个女人（章子怡、王菲、张曼玉、刘嘉玲等 饰）经过他大脑的过影后，令他对时空产生疑惑，不但忘不了过去，一幕幕往事反而更加挥之不去。 为了与过去作更好的告别，他将生活的点点滴滴化为文字，写下小说《2046》（说只要搭上了前往2046的列车，人们就可以找回失去的记忆）。
六年前，考古研究员林国华为证明格萨尔王的存在，于藏地神秘失踪。女儿林西（屈菁菁 饰）长大后继承父业，在达叔（邢瀚卿 饰）的帮助下继续揭秘扑朔迷离的格萨尔王之谜。在高原机场外偶遇了特种兵退役战士的马强（魏千翔 饰）成了他们的司机向导，三人一起开始了一场跌宕起伏、惊险刺激的探险。生死时刻藏族女孩卓玛（吴静怡 饰）出手相助，四人结成藏地奇兵小队继续探求真相。于此同时，蓄谋已久的黑恶势力秦忠（吕颂贤 饰）派手下森哥（陈剑 饰）等人意图夺宝，一场正义护宝的殊死之战即将展开……
