每个人的青春都伴随着迷茫，想好好工作，却不尽如人意；想好好恋爱，却不懂处理感情...其实迷茫不可怕，它本来就是青春应该有的样子。2016年青春片，会不一样么？

在刑警学院任职的物理天才唐川（王凯 饰）与中学教师石泓（张鲁一 饰）年少相识，因彼此对数学的共同兴趣而惺惺相惜，多年后唐川在调查一桩杀人案时， 身为石泓邻居的陈婧（林心如 饰）被列入警方的“嫌疑人”之中，石泓与唐川因此再度重逢，而唐川却在调查中发现了更大的秘密……被迫站在对立面的唐川、石泓由此展开了一场高智商对决，一步步推动故事走向既震撼人心又令人扼腕的结局。

1942年10月10日，汪伪政权举行了盛大的国民政府庆典。然而，一系列的军政要员遇刺事件，让身为特务处长王田香（王志文 饰）如坐针毡。在对女刺客（刘威葳 饰）的酷刑审问中，他获得了一条关键的情报——代号为老鬼的地下党已经混入了剿匪司令部。立功心切的王田香立刻向日本皇军特务机关长武田（黄晓明 饰）做了汇报。二人随即在裘庄布下了一个圈套，意图通过放出假消息逼老鬼现身。 在被怀疑的对象中，有司令的侍从官白小年（苏有朋 饰）、军机处长金生火（英达 饰）、剿匪大队长吴志国（张涵予 饰）、译电组组长李宁玉（李冰冰 饰）以及行政收发专员顾晓梦（周迅 饰）。在怀疑与排查中，武田与王田香不择手段软硬兼施，然而事情的发展却出乎意料……

左耳听力不好，如果站在左边说话就听不见，这样一个不起眼而内向的十七岁的女孩李珥（陈都灵 饰），某天突然就暗恋上了男生许弋（杨洋 饰），而同时许弋却被绿色眼影的长裙放浪女孩吧啦（马思纯 饰）追求到手。心碎的李珥在偶然的机会和吧啦成为朋友，也认识了吧啦真正心爱的男生——张漾（欧豪 饰）。一次意外中吧啦去世，每个人的青春就此改变……李珥终于与许弋相恋，而张漾和初恋蒋皎（关晓彤 饰）选择离开……

承接《四大名捕2》，无情（刘亦菲 饰）离开后，冷血（邓超 饰）为追查捕神死因回到六扇门，“四大名捕”分崩离析，名存实亡。此时，皇宫却出大乱。不愿被困皇宫的宋徽宗（苏有朋 饰）执意微服出访，却遭刺杀，而后皇帝失踪。冷血、铁手（邹兆龙 饰）、追命（郑中基 饰）联手追查，无情冷眼旁观、伺机复仇，一个潜藏已久的惊天阴谋即将彻底浮现，武功盖世的幕后黑手也行将出手，“四大名捕”将迎来生死之决、终极一战。