北洋政府统治时期，盘踞上海的军阀武大帅之子武七（文章 饰）为洗刷耻辱，辗转找到了前清遗老马走日（姜文 饰）求助。在此之后，马走日和在法租界当警督的发小项飞田（葛优 饰）联手策划了名为“花域总统选举”的大型选美活动，和马从小就认识的现总统完颜英（舒淇 饰）成功卫冕。谁知就在繁华喧嚣的最顶点，命运之车竟急转直下驶向深渊。在一个平凡的早上，完颜陈尸郊野，张皇失措的马走日找到武七的姐姐武六（周韵 饰）及其母亲齐老师（洪晃 饰），希望通过大帅帮自己洗刷杀人犯的罪名，结果却盲打误撞救下了险些被整死的项飞田。背负杀人犯之名的马绝路逃亡，而武六则以该事件拍摄了名为《枪毙马走日》的电影，马的命运愈加扑朔迷离……
本片根据民国奇案“阎瑞生案”改编。

1948年的深冬，作家（姜文）在41岁生日的晚上收到一封厚厚来信，此信出自一个濒死女人之手，所言是她对他将近20年的爱恋，但他却一无所知。
18年前，13岁的女孩爱上了住在隔壁的作家，因家变搬到了别处后，女孩并没对作家忘情。几年过去，女孩变成女学生（徐静蕾）回到原来的住处，如愿以偿与作家有了交往，但作家对眼前曾住在其隔壁的女学生没有任何印象。作家有事离开，自此音信全无，女学生在绝望的等待中生下她与作家的结晶，并为让孩子过上优越生活变作依附有钱男人的交际花。又过几年，女学生变成女人，再遇她深爱多年的作家时，对方仍没把她认出。