改编自茅盾文学奖获奖者麦家的三部曲（《解密》《暗算》《风声》）中的同名小说，讲述了一个数学天才的传奇的一生！ 上世纪40年代，中美局势风起云涌，破译敌方通讯密码关系重大。容金珍（刘昊然 饰）自幼展现出惊人的数学天赋和“释梦能力”，被时任大学校长的小黎黎（吴彦祖 饰）和太太叶筱凝（俞飞鸿 饰）抚养长大。大学入学之际，容金珍因解出数学系老师希伊斯（约翰·库萨克 饰）的难题引人注目，701局局长郑某（陈道明 饰）带他走进了神秘组织开启一段不为人知的故事……
1930年代的上海，在同一间工厂做工的世钧（黎明）和曼桢（吴倩莲）成为恋人。曼桢早年丧父，姐姐曼璐（梅艳芳）为了养活一家老小，心痛离别恋人去当舞女赚钱，最终嫁给了有妇之夫祝鸿才（葛优）。 世钧收到告急家书回到南京，方知家人召回只为让其成亲。因为性格上的软弱，也因久等不来曼桢的书信，世钧最终迎娶了他并不喜欢的门当户对的翠芝（吴辰君）。上海这边，不能生育的曼璐为保全自已的地位，设计令曼桢怀上了祝鸿才的孩子，葬送了曼桢与世钧的爱情。曼璐死后，曼桢为了孩子委身祝鸿才。两个有缘无分的人就这样错过情缘。
本片根据社会活动家约翰·戴维森的人生经历改编。他年少时被诊断出患有妥瑞氏综合征，会不受控制地抽动身体或口吐恶言。妥瑞氏综合征迫使约翰与同龄人疏远，而他则不懈与这种鲜为人知的症状作斗争，积极为妥瑞氏人群发声。
