战国末期，战火连绵，攻伐不断，百姓疾苦无人问津。秦国王子嬴政童年时困为赵国人质，好心的燕国女子将其与自己的儿子高渐离一同哺育成人。襄王驾崩，嬴政随使臣赶回秦国登基，两个好友也从此天各一方。
成为秦王的嬴政（姜文 饰）号令三秦大军攻城略地，各国诸侯闻风丧胆。灭赵后，统一大 业指日可待。秦王念及旧日之情，希望找到高渐离（葛优 饰）谱作《秦颂》。高拒不从命，最终沦为阶下囚，却凭此机缘结识了美丽的栎阳公主（许晴 饰）。心怀妒嫉的王贲（王宁 饰）在高额头上留下耻辱的烙印。出于崇敬和爱恋，栎阳公主亲自劝慰，而高为求一死不惜强奸公主。两人由此结下剪不断、离还乱的孽缘。六国既灭，国之一统，在上万人性命的胁迫下，高渐离作出了荡气回肠的《秦颂》……

20世纪初，渭河平原滋水县有一个白鹿原，生活着一群普通却不平凡的百姓。白鹿两家合而为村，相互依存又关系微妙。少东家白嘉轩（张嘉益 饰）与鹿子霖（何冰 饰）为了族长位置暗自较劲儿。嘉轩娶回逃难的仙草（秦海璐 饰），先后生下孝文、孝武和白灵三个孩子。鹿子霖爱走歪门邪道，一心 让两个儿子兆鹏和兆海光宗耀祖。生于乱世，城头变幻大王旗。但不管谁做官，总不免鱼肉底层的百姓。白嘉轩顶着各方的压力，成为白鹿原上响当当的一根硬骨头。可是孩子们长大后，却各有各的主意。拒绝包办婚姻的兆鹏（雷佳音 饰）加入共产党，自己的弟弟则成为国军军官。白灵紧随兆鹏入了党，孝文一心讨好父亲，却渐渐偏离了正道。半个世纪的画卷，展现了中国乱世下的众生相……
本片根据已故作家陈忠实的同名小说改编。