段小楼（张丰毅）与程蝶衣（张国荣）是一对打小一起长大的师兄弟，两人一个演生，一个饰旦，一向配合天衣无缝，尤其一出《霸王别姬》，更是誉满京城，为此，两人约定合演一辈子《霸王别姬》。但两人对戏剧与人生关系的理解有本质不同，段小楼深知戏非人生，程蝶衣则是人戏不分。 段小楼在认为该成家立业之时迎娶了名妓菊仙（巩俐），致使程蝶衣认定菊仙是可耻的第三者，使段小楼做了叛徒，自此，三人围绕一出《霸王别姬》生出的爱恨情仇战开始随着时代风云的变迁不断升级，终酿成悲剧。

该片改编自莫言同名中篇小说，以童稚观点回忆了“我爷爷余占鳌（姜文）”和“我奶奶（巩俐）”的故事。 “我奶奶”19岁时心不甘情不愿地出嫁，路上与轿夫余占鳌生出感情，走到十八里坡时，两人没能按捺住心中欲火于高粱地里野合，“我奶奶”怀上余占鳌的骨肉嫁给了李大头。李大头死后，“我奶奶”撑起李家的烧酒作坊，不久余占鳌正式成为 “我爷爷”，并独创酿制好酒十八红的方法。抗日战争期间，“我爷爷”和“我奶奶”在“我爹”九岁时连手谱写了一曲悲歌。

孙丽英（巩俐 饰）数年前与丈夫离婚了，独自抚养着天生失聪的儿子郑大，她耐心的教会儿子说话，教儿子识字，母子俩生活艰难，但她却没有埋怨丈夫移情别恋，埋怨上天对她的不公。 孙丽英认为自己的儿子跟正常人没什么两样，可是儿子入学考试失败还是让她感到失落。郑大被其他孩子欺负的时候把助听器摔烂了，孙丽英想让前夫帮忙，却不得要领。 生活还是要继续的，为了给儿子再买一个助听器，孙丽英除了派报纸，还兼职了几份钟点工。好朋友大贺与方老师都给她们俩母子提供了很大的帮助，孙丽英也对方老师产生了好感。 经方老师的帮忙，郑大上学的事也有了希望。可是孙丽英却被雇佣她做钟点工的贾老板差点强奸了。她拿着本该属于自己的钱给郑大买了一个助听器，可郑大还是受到了歧视，孙丽英追逐着走在大街上的孩子。儿子问为何自己要戴助听器，孙丽英终于面对了现实，告诉儿子因为他是个聋子……

1966年，从新加坡返回香港想忘掉过去的周慕云（梁朝伟）住进东方酒店的、同他曾经熟悉的数字2046只差一号的2047号房，开始了他的卖文生涯。眼前、曾经在他身边出现过的一个个女人（章子怡、王菲、张曼玉、刘嘉玲等）经过他大脑的过影后，令他对时空产生疑惑，不但忘不了过去，一幕幕往事反而更加挥之不去。 为了与过去作更好的告别，他将生活的点点滴滴化为文字，写下小说《2046》（说只要搭上了前往2046的列车，人们就可以找回失去的记忆）。

影片讲述了师徒四人在西行的路上，白骨精（巩俐 饰）为夺唐僧（冯绍峰 饰）而巧设圈套，被孙悟空（郭富城 饰）识破，屡次受挫。唐僧却误会孙悟空滥杀无辜，将其逐出师门。白骨精趁虚而入，掳走唐僧。悟空闻讯前往营救，彻底击溃白骨精。师徒冰释前嫌，重新上路。