民国三十四年，一场暴风雪打破了阴阳街上1294号的屋顶，一具高度腐烂的尸体随之被发现，死者是已过花甲之年的浙江申信银行董事长董正源。刚上任的刑侦科科长王克飞和法国留学女法医夏若生联手破案，但催情毒药和杀手动机扑朔迷离，令他们一筹莫展。有过精神病史的董家二少声称父母死于长兄之手，究竟是疯言疯语，还是真相？
随着阴阳街人肉作坊被揭露，另外八具尸体浮出水面，各色人物粉墨登场，有卖花小男孩，董家司机，青龙帮老大，国军军官，电影院售票员……死者都和仙乐斯红舞女箬笠扯上了关系，她究竟是不是嗜血凶手？
就在这时，妻子萧梦向王克飞提出离婚，夏若生与他暗生情愫，更令他的生活一团乱麻。在这个如同末日般狂欢的年代，王克飞和夏若生在人性的迷宫中寻找着真相……

七七事变前夕，华裔青年小亨德勒（彭于晏 饰）从美国远赴重洋，回到阔别十数年之久的北平从医。然而他真正的名字叫李天然，十三岁那年曾亲眼目睹师父一家遭师兄朱潜龙（廖凡 饰）和日本人根本一郎（泽田谦也 饰）灭门。侥幸逃生的天然被美国人亨德勒医生送往大洋彼岸，接受了极其严苛的训练，而今他怀着绝密的任务踏上故土。亨德勒父子租住神秘男子蓝青峰（姜文 饰）的宅子，蓝是当年辛亥革命的参与者，他与现为警察局长的朱潜龙过从甚密，却又以杀死李天然为筹码，暗中怂恿朱除掉根本一郎。复仇心切的李天然寻找到了仇人，而亨德勒医生则全力阻止养子冒险。在这一过程中，交际花唐凤仪（许晴 饰）与裁缝关巧红（周韵 饰）也卷入了男人的勾心斗角的漩涡里。直到七七事变爆发，所有的矛盾迎来了决断的时刻……
本片根据张北海的小说《侠隐》改编。