故事发生在2025年，因为和妻子张代晨（徐静蕾 饰）婚姻破裂，男主角江丰（黄渤 饰）走进记忆大师医疗中心接受手术，却不料手术失误记忆被错误重载，他莫名其妙变成了“杀人凶手”。警官沈汉强（段奕宏 饰）的穷追不舍让他逐渐发现，自己脑内的错误记忆不仅是破案的关键，更是救赎自己的唯一希望。与此同时，妻子身边出现的女人陈姗姗（杨子姗 饰）、记忆中浮现出的神秘女子（许玮甯 饰），似乎也和真相有着千丝万缕的联系...

1995年的云海市，一辆运钞车疾驰在马路上却遭到了三个悍匪的劫持。老刑警刘志成临危受命带队追捕悍匪，其中两个悍匪狡猾逃脱，剩下一个悍匪利用女大学生进行要挟。刘志成为解救人质，毫不犹豫地冲悍匪扣下扳机，虽然悍匪倒下，但身上却绑了炸弹，悍匪死死拽住了刘志成的大腿，按下了引爆器......之后的四年里，这起重大的抢劫案仍旧毫无线索，其中两个劫匪杳无音讯，丢失的巨款也下落不明，这成为了刘志成的一块心病。四...