故事发生在三十年代的上海，顾维邦（杨佑宁 饰）是一位名不见经传的小导演，一次偶然中，他遇见了名为梦思凡（林心如 饰）的女明星，两人一拍即合，决定拍摄一部爱情惊悚电影，顾维邦为其取名为《夜半歌声》。　　

1930年代，自幼在美国生活与学习的大提琴家徐少东（黄磊）返回祖国准备与素未蒙面但一直有书信往来的未婚妻英儿（刘若英）成亲。可是在随英儿在自家戏院看过昆曲《夜奔》并结识其主演林冲（尹昭德）后，徐少东的

　　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

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

富家子弟学津（刘德华 饰）自命不凡，多次恋爱后均迅速对对方无感觉，经常在订婚分手。这次，学津看上了来自上海的女服务生文青（瞿颖 饰），文青大方得体，和学津以及他的家人朋友都很聊得来。于是，学津准备与文

抗日战争时期，地下工作者傅经年（孙红雷 饰）有着双重特工的身份，他和拍档“影子”（徐静蕾 饰）原本要进行最后一次合作，可随着接头人“回声”（黄磊 饰）被傅经年上司——中统特务头子纪曾恩（方中信 饰）捕