故事发生在六十年代的美国，勒维恩（奥斯卡·伊萨克 Oscar Isaac 饰）是一位名不见经传的民谣歌手，生活困顿的他无家可归亦没有固定的工作，每晚得靠朋友们的救济才得以寻得安身之处。可是，尽管陷入了窘境，但固执的勒维恩却不愿意了顺应大众的喜好而做出无奈的改变，也正因为此，他和交往多年的好友简（凯瑞·穆丽根 Carey Mulligan 饰）和吉姆（贾斯汀·丁伯莱克 Justin Timberlake 饰）之间的关系也跌落到了冰点，更让勒维恩感到烦心的是，简的腹中竟然怀上了自己的孩子。之后，勒维恩前往芝加哥企图找到一份工作，却在面试之后惨遭拒绝，之后，一无所获的他回到了格林尼治村，继续回到曾经兼职的小酒馆打工。熟悉的场景，熟悉的音乐，熟悉的氛围，勒维恩经历了许多，却又好像什么都没有发生过。

1920年代，为躲避中国大陆动荡不安的时局，一带功夫名家费柴（胡枫 饰）携子玉书（钱嘉乐 饰）来到香港，出于安全考虑，他隐姓埋名做了一名剃头匠，收入虽微薄，却好在平安。唯一令他烦心的，是玉书无心向学贪读漫画，责骂多次亦无效。 某日玉书来到警司家，无意间发现他正与黑帮分子王正利做贩卖人口的非法生意，非常气愤，又见王正利欲对警司下女小茹（罗美薇 饰）不轨，玉书再也抑制不住愤怒，一番打斗，小茹被救出，玉书得罪警司与王正利。其后，费柴与玉书再无宁日，就在两人无法招架恶势力一方狠毒的蝎子功时，漫画书帮上大忙。

东升社在老大骆驼的重整下声势日盛，而洪兴社在蒋天生（任达华　饰）的管理下亦蒸蒸日上。两个帮派暗中有不少争斗，但表面上两个帮派仍和和气气。东升社的乌鸦（张耀杨　饰）野心极大。他在东升社的最大势力所在地荷兰阿姆斯特丹市枪杀蒋天生，再嫁祸于陈浩南（郑伊健　饰）。洪兴社的众人都以为陈浩南勾结外人杀死了蒋天生，派出大飞追杀陈浩南，陈浩南侥幸逃脱。乌鸦见骆驼病重，乘机将其杀害，顺利坐上了东升社老大的位置。乌鸦准备为骆驼举办一场风光大葬。葬礼当日，各路江湖人马齐聚灵场，浩南、山鸡（陈小春　饰）亦出现了…

民国时期，国内最大的兵工厂发生离奇命案，死者被“幽灵子弹”所杀——犯罪现场找不到弹头。一时之间，疑云密布，人心惶惶，此案堪称民国第一奇案。此案交由警局内负责管理档案的政务警察松东路调查（刘青云 饰），担任文职的松东路既不会拳脚功夫也不懂如何开枪，却思想缜密，对破疑难杂 案有独特方法。一心为民除害的热血警探郭追（谢霆锋 饰）不容于警局贪污腐败氛围，联手松东路调查此离奇命案。如何开枪不用子弹？如何让子弹在穿入肉体的时候消失？松东路和郭追在枪和子弹上做了各种各样的研究，包括向猪身体发射盐子弹、冰子弹等等，却没有任何满意的结果。随着案情调查深入，两位警探抽丝剥茧地发现恐怖阴森的杀人密室和离奇的造弹装置，其诡异程度让经验丰富的松东路也瞠目结舌。就在“幽灵子弹杀人”真相揭开之际，松东路、郭追却接二连三遭人追杀，警察小五（井柏然 饰）在开枪掩护松东路、郭追逃亡之时惨死。结案期限迫在眉睫，算命姑娘小云雀（杨幂 饰）不经意间透露出“幽灵子弹”惊天秘密……