1947年上海，圣诞夜。女主人公婉玉（袁泉饰）偶遇男主人公阿川（夏雨饰）。一部《乱世佳人》唤醒了婉玉内心中演员梦的渴望，她自作主张的报名参加了《乌鸦与麻雀》的电影试镜。几经周折，婉玉终于如愿以偿。再次在昆仑影业公司遇见阿川时，婉玉并没有认出阿川，可她对阿川产生了莫名的好感。在慢慢的接触下，两人由相识到相爱。可身处在动荡的社会现实，面对着难以选择的矛盾，两人再一次擦肩而过。
《上海伦巴》最为彭小莲“上海三部曲”中最后一部，仍然延续着前两部《假装没感觉》、《美丽上海》的细腻唯美风格。影片以著名艺术家赵丹和黄宗英当年的纯真爱情故事为蓝本，真实重现了上世纪四十年代中国电影圈的那段佳话。

故事开始于虚构的中国最东边的小岛“东极岛”，智力低下的青年胡生（高华阳 饰）讲述了关于他的两个哥们儿——马浩汉（冯绍峰 饰）和江河（陈柏霖 饰）的故事。浩汉在外闯荡多年后回到故乡，却发现全岛面临着拆迁问题，而他最好的朋友，岛上唯一的老师江河也将被调到更为偏远的地区。于是 浩汉做出了一个决定，那就是开车送江河去三千多公里外的学校报到。兄弟三人踏上了前所未有的旅程，途中他们见了当临时演员的童年玩伴周沫（陈乔恩 饰），误入歧途的苏米（王珞丹 饰），还有浩汉心仪多年从未见面的笔友刘莺莺（袁泉 饰），以及不羁的摩托车手阿吕（钟汉良 饰）。看似平常的旅程却暗藏伏笔，浩汉和江河最终走到了终点，开始了截然不同的人生轨迹。
本片是著名作家兼赛车手韩寒的电影导演处女作。