1850年,南太平洋,美国公证人亚当·尤因(吉姆·斯特吉斯 Jim Sturgess 饰)在船上被不明寄生虫病折磨,他用日记记录下自己所见所闻;1931年,苏格兰,落魄青年罗伯特·弗罗比舍(本·卫肖 Ben Whishaw 饰)为音乐大师记录曲谱,受到半本旅行日记的启发创作出了恢宏壮阔的《云图六重奏》;1975年,美国加州,小报记者路易莎·雷(哈莉·贝瑞 Halle Berry 饰)冒着生命危险调查一桩核电站丑闻,在老唱片店她被一首不知名的乐章打动;2012年,英国伦敦,被囚禁在养老院的出版商蒂莫西·卡文迪什(吉姆·布劳德本特 Jim Broadbent 饰)揣着一叠由女记者写成的纪实文学,打算将自己的“越狱经历”拍成电影;乌托邦未来,首尔,餐厅服务员克隆人星美-451(裴斗娜 Doona Bae 饰)开始形成自我意识和反抗人类,她在人类图书馆看了一部飞跃老人院的电影;文明毁灭后的未来,夏威夷,牧羊土着扎克里(汤姆·汉克斯 Tom Hanks 饰)对高科技文明的先知心怀敌意,他的部落唯一相信的女神叫星美……不同的人物、场景和事件在时空中更迭变幻,不变的是每个主角身上都带有彗星形状的胎记。它像亘古灵魂的烙印,将人性中的反抗精神代代延续,最终织成一幅浩瀚璀璨的云图。
时值九十年代的香港,父亲楚帆(梁家辉 饰)讲义气爱吹牛,儿子楚原(梁朝伟 饰)却冷漠实际,二人无法沟通,矛盾不断,母亲(刘嘉玲 饰)夹在二人中间左右为难。中秋节楚帆心软放走匪导致自己受伤昏迷,楚原却借探望父亲的机会又和医院女医生鬼混,女友阿夷(袁咏仪 饰)好心劝慰却无法令浪子回头。 当夜正值木星和月亮交叠,楚原误打误撞掉入一口施工用井中,却重返几十年前和风华正茂的父亲及春风街邻居重新相识。楚原这才知道,原来母亲罗拉当年亦是富家小姐,年轻漂亮却倾心热心英俊的电车厂工人楚帆,两人的爱情被外公百般阻拦……