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。

李维杰（肖央 饰）与妻子阿玉（谭卓 饰）来泰打拼17年，膝下育有两个女儿，年届四十的他靠开设网络公司为生，为人也颇得小镇居民的好感，而这一切美好却被突如其来的不速之客打破。这个充斥走私，贩毒活动的边陲小镇，各种权力交织碾压公平正义。李维杰的大女儿平平（许文珊 饰）被督察长拉韫（陈冲 饰）的儿子素察（边天扬 饰）迷奸，因反抗误杀对方。李维杰曾亲眼目睹督察长滥用私刑，深知法律无用，为了维护女儿，捍卫家人，李维杰埋尸掩盖一切证据，在时间与空间的交错缝隙中，与警方在身心层面，展开了殊死一搏的较量。

唐仁（王宝强 饰）为巨额奖金欺骗秦风（刘昊然 饰）到纽约参加世界名侦探大赛，然而随着和世界各国侦探们啼笑皆非的较量，两人却发现了隐藏在这次挑战背后的更大秘密...