继曼谷、纽约之后，东京再出大案。唐人街神探唐仁（王宝强 饰）、秦风（刘昊然 饰）受侦探野田昊（妻夫木聪 饰）的邀请前往破案。“CRIMASTER世界侦探排行榜”中的侦探们闻讯后也齐聚东京，加入挑战，而排名第一Q的现身，让这个大案更加扑朔迷离，一场亚洲最强神探之间的较量即将爆笑展开……

陈小萌（肖央 饰）一直渴望成为一名演员，但残酷的现实令他至今扔在龙套的位置上苦苦挣扎。没钱没工作没恋人没朋友还欠了一大笔钱的陈小萌想到了死，可是就连死神都抛弃了他，他数次自杀都以失败告终。
一天，陈小萌去澡堂泡澡，意外邂逅了一位神秘且富有的男子（刘德华 饰），该男子在澡堂里意外摔倒昏迷被送进了医院，拾得了他的储物室手环的陈小萌决定顶替他的身份，享受一下富人的生活。头部的撞击令男子失忆了，凭借着零星的线索，他认定自己是陈小萌，并且顺藤摸瓜来到了陈小萌的出租屋，希望熟悉的环境能够令他更快的恢复记忆。在此过程中，男子邂逅了名为李想（万茜 饰）的自媒体人，两人之间碰撞出了火花。

阿昆（刘德华饰）长年垄断了海洛因市场，虽视追随8年多的阿力（吴彦祖饰）为接班人，但阿昆一向小心行事，从没透露过“货仓“、加工场的位置也未见过其他“同事”。阿昆打算把自己的生意全权交由阿力打理，阿力渐渐知道了更多毒品市场中的秘密。
8年来阿力以卧底的身份搜集毒贩的全部资料，但他对吸毒者阿芬（张静初饰）投入了感情，阿芬的景况却令他对自己边缘人的身份感到更加迷惘。
斗志斗勇的过程中，阿力最终取得了阿昆的完全信任，8年来的追踪，也有了终结。

1991年，香港黑帮三合会会员刘健明（刘德华）听从老大韩琛（曾志伟）的吩咐，加入警察部队成为黑帮卧底，韩琛许诺刘健明会帮其在七年后晋升为见习督察。1992年，警察训练学校优秀学员陈永仁（梁朝伟）被上级要求深入到三合会做卧底，终极目标是成为韩琛身边的红人。2002年，两人都不负重望，也都身背重压，刘健明渐想成为一个真正的好人，陈永仁则盼着尽快回归警察身份。
重案组从陈永仁手中获悉一批毒品交易情报，锁紧目标人物韩琛，没料情报被刘健明泄出，双方行动均告失败。但此事将双方均有卧底的事实暴露，引发双方高层清除内鬼的决心。命运迥异又相似的刘健明和陈永仁开始在无间道的旅程中接受严峻考验。

1960年代的香港，因生母在阿飞旭仔（张国荣）长大成人过程中的缺失，他把自己优雅地比喻为“无根鸟”，对生命中遇到的每一个女人都表现得放荡不羁，售票员苏丽珍（张曼玉）和舞女咪咪（刘嘉玲）先后令他感受过温暖，可是她们也只能当当小情人。为摆脱沉重和无力感，旭仔抛下一切去南洋找寻生母。
暗恋过苏丽珍且目睹过她与旭仔情感一路变化的，曾是小巡警今在跑船的超仔（刘德华）在菲律宾又遇到旭仔，是缘分也是宿命，他参与、见证了阿飞命运被改写的过程。