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。

上世纪90年代初，东北某重工业城市。原钢厂工人陈桂林（王千源 饰）在下岗后，独自拉起了一支乐队，终日奔波在婚丧嫁娶、店铺开业的营生之中，生活勉强维持。他的妻子小菊（张申英 饰）离家出走，转投有钱的假药商人怀抱。如今小菊光鲜回归，不仅要与桂林离婚，还要争夺独生女小元的抚养权。桂林慨叹自己失败的命运，于是一心要将女儿培养成钢琴家。为了得到女儿，他四处筹措买钢琴的钱，甚至和女友淑娴（秦海璐 饰）以及当年钢厂的好哥们夜入学校偷钢琴。
当所有的办法都失败后，桂林偶然翻到一本关于钢琴的俄国文献，于是叫上伙伴们在早已破败的厂房中开始了手工制造钢琴的征途……

米娅（艾玛·斯通 Emma Stone 饰）渴望成为一名演员，但至今她仍旧只是片场咖啡厅里的一名平凡的咖啡师，尽管不停的参加着大大小小的试镜，但米娅收获的只有失败。某日，在一场派对之中，米娅邂逅了名为塞巴斯汀（瑞恩·高斯林 Ryan Gosling 饰）的男子，起初两人之间产生了小小的矛盾，但很快，米娅便被塞巴斯汀身上闪耀的才华以及他对爵士乐的纯粹追求所吸引，最终两人走到了一起。
在塞巴斯汀的鼓励下，米娅辞掉了咖啡厅的工作，专心为自己写起了剧本，与此同时，塞巴斯汀为了获得一份稳定的收入，加入了一支流行爵士乐队，开始演奏自己并不喜欢的现代爵士乐，没想到一炮而红。随着时间的推移，努力追求梦想的两人，彼此之间的距离却越来越远，在理想和感情之间，他们必须做出选择。

李（卡西·阿弗莱克 饰）是一名颓废的修理工，得知哥哥乔伊（凯尔·钱德勒 饰）去世的消息后，他回到了故乡——海边的曼彻斯特处理乔伊的后事。根据乔伊的遗嘱，李将会成为乔伊的儿子帕特里克（卢卡斯·赫奇斯 饰）的监护人，李打算将帕特里克带回波士顿，但帕特里克并不愿意离开家乡和朋友们，李亦不愿在这片伤心之地久留。
原来，曼彻斯特埋藏着李的一段绝望的回忆，他的过失使得三个孩子葬身火海，妻子兰迪（米歇尔·威廉姆斯 饰）亦因此而离开了他。此次重回故乡，李见到了已经再婚并且即将做妈妈的兰迪，与此同时，帕特里克那失踪已久的母亲艾丽斯（格瑞辰·摩尔 饰）亦联系上了帕特里克，希望他能够成为她新家庭中的一员……