1958年，新疆，两个骑骆驼的女人，唐妻和身怀六甲的疯妈，并肩而行，迎接她们的，是两段截然不同的命运……
1976年，南部一个边远的小山村，李东方（房祖名 饰）的母亲因为一双鞋子疯掉，成为疯妈（周韵 饰），终日疯疯癫癫，一天，李东方无意发现疯妈发疯的真相……
1976年，一所大学里，晚上在操场放电影，有女人声称被人“摸屁股”，梁老师（黄秋生 饰）阴差阳错成为嫌疑犯，有人开始在暗中帮他洗脱嫌疑……
1976年，老唐（姜文 饰）和唐妻（孔镱珊 饰）下放到李东方所在的小山村。老唐天天和村里的孩子们一起上山打猎，逍遥自在，唐妻备受冷落之下，准备寻找自己新的生活……
若干年的纠葛，从茫茫戈壁上的相遇开始，早已冥冥注定。

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。

不停相亲的比较文学专业女硕士吴芳（赵薇）每次和相亲对象约会时都会点一杯绿茶，在与新的相亲对象陈明亮（姜文）约会时，她告诉对方点绿茶的原因是曾被一名叫朗朗（赵薇）的女孩告知，从一杯茶可以预测一个人的爱情，对此，自信对女人很有研究的陈明亮认为纯属胡说八道，开始向吴芳分析说女人不外乎森林型和罗马型两种。
带着各自对爱情的理解，吴芳和陈明亮开始了爱情角逐游戏。而随着两人的交往，朗朗也逐渐浮出水面，与刻板老土的吴芳形成对比的是，朗朗有着万众风情，然而陈明亮总觉得，她俩其实是一个人。

20世纪70年代初的北京，忙着闹革命的大人无暇理会小孩，加上学校停课无事可做，一群军队大院的男孩便自找乐子，靠起哄、打架、闹事、拍婆子等方式挥霍过量的荷尔蒙。马小军（夏雨 饰）就是这样的少年。他的嗜好之一是趁别人家里没人的时候用万能钥匙打开门锁溜进去耍玩。正是用这样的方式，少女米兰（宁静 饰）的照片先于其人进入了马小军的双眼。通过院里的孩子头儿刘忆苦（耿乐 饰），马小军又见到之前在派出所偶然瞥见过一眼的米兰，开始正式将其当作梦中情人。然而在米兰眼中，马小军不过是个小屁孩，她更中意的人是成熟、稳重、帅气的刘忆苦……
本片改编自王朔的短篇小说《动物凶猛》。