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。

从警十七年之久的王伟业（吴彦祖 饰），因为童年和家庭的原因，内心极度不安的他同时秉持着绝对的正义感，以致于其待人接物过程中矫枉过正，与同事交流多有不畅。在驻守急诊室的某个夜晚，伟业为某个急需稀有血型的重伤患者输血，谁知对方是作恶多端的银行抢劫团伙鬼王党的头目韩江（张家辉 饰）。伟业因此受到同事的谴责，而不久后韩江还偷偷溜走，旋即率领同伙犯下滔天大案，伟业的同事更在交火中火焚而亡。人在做，天在看，彪悍跋扈的韩江也从没想过自己会被欲望无情吞噬。另一方面，伟业的精神状况愈加令人堪忧，他拒绝接受心理辅导，宛如鬼魅一般执着地追踪韩江的同伙。
他见证着背叛与杀戮，也坐视内心强大信念的轰然垮塌……

郑惠清（杨千嬅 饰）是一名专职导游，她的丈夫邱健章（曾志伟 饰）是一名开诊所的医师，夫妻两人貌合神离，更出现了第三者（蔡洁 饰）。惠清弟弟郑伟滔（古天乐 饰）是著名的补习老师，妻子恩恩（梁咏琪 饰）是一个事业遇到瓶颈的模特，他们的孩子“小猪”虽然听话乖巧，但是相貌奇丑跟 夫妇二人完全不同，这令伟滔十分郁闷。老父亲郑东（吴孟达 饰）在妻子过世后与夜总会妈妈桑TA姐（吴家丽 饰）相恋，这令儿子伟滔冷眼相待。父子关系恶劣之余姐姐惠清更有解不开的心结，一家人的关系变得疏远。一次鲸鱼搁浅事件终于令一家人能够共同坦然面对生活的困境。

田文军（黄渤 饰）和鲁晓娟（郝蕾 饰）曾是一对恩爱的夫妻，然而，两人之间的感情却被时间和争吵消耗殆尽，最终，他们选择了离婚。如今，联系着两人的唯一枢纽，就是可爱的儿子田鹏。然而，某一天，这唯一的纽带也断裂了，田鹏于一次外出玩耍时无故失踪，绝望和崩溃之中，田文军与鲁晓娟踏 上了漫漫寻子之路，并在途中结识了许多和他们一样无助的父亲和母亲们。
时光匆匆流逝，一条关于田鹏的线索浮出水面，促使田文军和妻子来到了一处偏僻的村落之中，在那里，他们看到了酷似田鹏的男孩，然而，男孩口中的“妈妈”却并非鲁晓娟，而是一位名叫李红琴（赵薇 饰）的村妇，这错位的一切究竟是怎么回事？

1947年冬，为了从土匪手中夺取控制东北九岭上万先遣军的分布图，东北民主联军203小分队队长少剑波（林更新 饰）委派侦查员杨子荣（张涵予 饰）卧底潜入最大的土匪山头“威虎山”。杨子荣凭借自己的机智应变获得了匪首座山雕（梁家辉 饰）和座下八大金刚的赏识，被封为威虎山“老九”。座山雕天生多疑，多次派人试探杨子荣，杨子荣一面与土匪多方周旋，一面涉险为山下战友传出情报。一波未平一波又起，被203小分队生擒的土匪联络副官栾平（杜奕衡 饰）趁乱逃脱，知道杨子荣卧底详情的他竟出现在威虎寨中与杨子荣当面对质，杨子荣腹背受敌陷入全面危机......

张志明（余文乐 饰）与余春娇（杨千嬅 饰）在一起后，恋情也不可避免由热烈转向平淡，几番龃龉过后，二人平平淡淡、不知不觉地分手了。在此之后，志明接受前老板的邀请，和公公前往北京发展，他很快结识了美丽温柔的空姐尚优优（杨幂 饰），一段新的恋情由此展开。另一方面，春娇的化妆品牌决定关掉香港分店，于是她也和娥姐转战北京。曾经的恋人相见自是几多尴尬，而原以为早已平淡和忘却的情感竟在见面的一刻复萌。虽然志明有优优陪伴，春娇也意外邂逅了体贴稳重的SAM（徐峥 饰），但是他们仍然瞒着另一半偷偷见面，他们小心地保持着距离，心又不由自主地向对方靠近。
已是从香港转战北京的爱情，将如何收场……