段小楼（张丰毅 饰）与程蝶衣（张国荣 饰）是打小儿一起长大的师兄弟，两人一个演净，一个饰旦，配合天衣无缝，一出《霸王别姬》更是誉满京城。为此，两人约定合演一辈子《霸王别姬》。但两人对戏剧与人生关系的理解有着本质的不同，段小楼深知戏非人生，程蝶衣则是人戏不分。
段小楼在认为该成家立业之时迎娶了名妓菊仙（巩俐 饰），程蝶衣认定菊仙是勾引了段小楼，使段小楼做了叛徒。自此，三人围绕一出《霸王别姬》生出的爱恨情仇随着时代风云的变迁不断升级，终酿成悲剧。

穷女孩受到命运女神满神（陈红）的特殊眷顾，长大成人后做了集万般宠爱于一身的王妃倾城（张柏芝），但是因此也成了被命运咒语所诅咒的“永远得不到真爱，除非时光倒流，人死复生”之人。在与北宫爵无欢（谢霆峰）、大将军光明（真田广之）等人进行的爱情角力中，倾城一次次被对方当作筹码，咒语灵验。
但是身分卑微的奴隶昆仑奴（张东健）却是真心爱着倾城。他期望用自己接近光速的奔跑来打破加诸在倾城身上的命运锁链，好让她返回人生的起点重获选择的权利。