明朝成化年间，朝纲腐败，奸邪当道。西厂东厂为宦官把持，混淆黑白，陷害忠良，朝野内外噤若寒蝉。时有赵怀安（李连杰 饰）等流亡剑客挺身而出，接连铲除东厂数名奸佞，致令阉贼胆战心惊。适值此时，风头正劲的西厂督主雨化田（陈坤 饰）出面干预。另一方面，宫女素慧容（范晓萱 饰）怀有身孕，绝命奔逃。被雨化田的爪牙追捕途中幸得神秘侠客凌雁秋（周迅 饰）相救。二人一路辗转逃往关外，来到曾经引起过腥风血雨的龙门客栈落脚。龙门客栈一如往昔，为凶险异常之所在。雨化田手下追赶至此，与先前而至的鞑靼商队剑拔弩张，关键时刻更有与雨化田长相极其相似的卜仓舟（陈坤 饰）与女侠客顾少棠（李宇春 饰）投宿客栈。不久，赵怀安一众也偷偷潜至龙门。
各方势力云集于此，新的正邪之战即将展开，更有天大的秘密即将揭开……

曾为清廷第一猛将苏灿（赵文卓 饰）抛弃大好前程回到家乡，本想自此钻研武学，开宗立代，和妻子袁英（周迅 饰）还有儿子从此不再分离，尽享天伦。不料因为上代恩怨，义兄袁烈（安志杰 饰）练就魔功，杀死苏父，并掳走苏灿妻儿。河滨一战，苏灿败北，性命攸关之际，妻子舍身相救，后又得遇隐居山野尝遍百草的高人于大姐（杨紫琼 饰）救助，两人得以保全性命。苏灿因右臂筋脉断裂而灰心丧气，终日醉酒逃避现实，在妻子的精心照料与鼓励之下，苏灿最终重新振作。苏灿与袁烈再次交手，一雪前耻，但因意气用事却未能及时救出被袁烈埋入地下的袁英。妻子去世之后，伤心欲绝的苏灿与儿子流浪至中俄边境，此时的苏灿形同乞丐。在一次醉酒之后，他遇到曾经在幻象中与自己切磋的“武神”（周杰伦 饰），在与武神交手过程中，他领悟到一套于醉酒之中展示武术精妙的拳法——醉拳。面对国人受辱，好友与儿子身陷危难，苏灿挺身而出，与俄国大力士展开激战，最终靠醉拳战胜敌人。

本片讲述了6段烈日中的爱情故事：香港的中年司机（张学友 饰）因故结识了深圳的洗脚妹（刘若英 饰），两人日久生情；深圳，Wasabi（徐若瑄 饰）一直苦等酱油师傅（吴彦祖 饰）对爱的回应，但对方却心怀苦衷；香港，海滩卖遮阳伞的大叔（刘家辉 饰）推销笑话，但内心始终牵挂着亡妻；深圳，修理工阿威（谢霆锋 饰）邂逅了飞车女（徐熙媛 饰）碰撞出了火花；北京摄影师（段奕宏 饰）对模特的表现不满，后者负气离去，而他却突然失明，在助手（付辛博 饰）的陪伴下，他们追到深圳，各怀心事；20年前的镇江，乡下男孩（井柏然 饰）爱慕纺织女工（Angelababy 饰），并接受了在烈日下苦等100天的爱情誓约……
本片由众多位明星联袂出演，其中不乏张曼玉、阿Sa、余文乐、容祖儿等友情客串。