上世纪30年代末，古老的中华大地正经受着最为苦难的时刻。外有日寇铁蹄进犯，内有不同派别势力的斗争碾压，战火连绵，生灵涂炭。为了获取重要的情报，共产党方面派出周乙（张嘉译 饰）和顾秋妍（宋佳 饰）假扮夫妻，潜入哈尔滨的警察厅特务科。周乙被任命为特别行动队队长，但他的真实身份一直受到高科长（程煜 饰）的怀疑。 地下工作险象环生，稍不留意就会失掉性命。周乙挂念分别的妻子，怀孕的秋妍担心腹中的孩子、思念丈夫，可是为了共同的理想他们不得不压抑着心中万般情感，共同携手在这条充满黑暗的走廊中前行，只为前方璀璨的光明……
生活在未来世界的女明星言茉意外患上罕见血液病，唯一能救她的人是生活在现代的天才科学家顾琰之。言茉为了获取顾琰之的血液穿越到现代，她处心竭虑地想要接近顾琰之，却发现若想取得合格血液，必须让顾琰之体内产生情感因子。然而言茉在“教导”顾琰之如何恋爱的过程中，却与他互生爱慕，因此改变了两人各自的命运进程，引发蝴蝶效应，导致二人生命都即将走到尽头。顾琰之和言茉试图挽回局面，当一切在时光回溯中重新来过，二人发现爱情和生命只可取其一时，他们又该何去何从。
