《转山》改编自同名畅销书，原著记录了作者谢旺霖骑行2000多公里到达西藏的旅程，这个崇尚自由的流浪故事令无数年轻人向往。当年谢旺霖骑行2000多公里，骑行中受伤成为家常便饭，几度命悬一线，全程竟只花了1300多元，这种「贫穷苦旅」震撼人心。监制陈国富说，一个偶然的机会看到了原著，《转山》想传达给人的是一股「梦想和不屈的力量」，是这股力量打动了他，让他想将这个故事搬上银幕。

出租车司机李米（周迅 饰）嘴里一直叨叨着神秘的数字，坐她车的乘客都得回答她一个问题：见过这个男人吗？李米的男友方文已经失踪四年，然而在这四年里又一直不停地给她写信告知近况，找不到恋人的李米把他的照片贴在杂志里让人辨认，每天生活在极大的折磨下。 这天她载了一对从云南来昆明等待交易的毒贩子裘水天（王宝强 饰）和裘火贵，这对毒贩在交易时发现“接头人”莫名其妙坠桥而亡，慌张失措时又遇见回头找钱给他们的李米，仓皇上车的裘火贵企图从李米这里抢回损失的金钱回老家。李米利用时机报警，但随后裘水天拜托李米寻找自己的初恋小香而放走了她。 这边坠桥的“接头人”撞上了马冰（邓超 饰）和菲菲（王柠 饰）的车头身亡，马冰和菲菲不由自主地牵扯到这宗命案里。正好被逮捕裘家兄弟的警察叶倾城（张涵予 饰）和李米发现了方文的踪迹——马冰和方文长得一模一样！只是马冰对于李米的相认十分淡漠，李米等了四年的，竟是这样一个结局吗？叶倾城亦开始怀疑马冰的真实身份。

因为一起车祸，高智商低情商的学霸女查小刀（孙俪 饰）意外相遇专职替人讨债的恶棍莫非里（邓超 饰）。被莫非里狠狠敲诈一笔的查小刀意志消沉，回想自己与母亲断绝关系，工作被老板开除便愈加绝望。偶然间查小刀看到专治心理疑难杂症折耳根神医（梁超 饰）的广告，走投无路的她决定去神医处求救，没想到在诊所再次遭遇恶棍莫非里。惊慌失措的查小刀害怕见到恶棍莫非里，却没想到被急于转移视线的神医当做“药”介绍给了患有严重失眠症的莫非里。神医也告诉查小刀，莫非里也是能治好她心理问题的“药”，打消疑虑的查小刀跃跃欲试。而也因此，性格迥异的二人成为拍档。两人一个极端嚣张跋扈，一个极端懦弱胆小，在讨债的过程里发生了一连串紧张刺激又亦笑亦泪的故事。

在石路（尚语贤 饰）留美念书期间，她离异的父亲（王砚辉 饰）在国内悄悄再婚，并将生活重心转移到了新婚妻子和初生儿子科迪（林靖喆 饰）身上。父女因此产生了隔阂。求而不得的亲情在石路心中留下了伤疤。她试图在工作中寻找存在感、归属感，不料却遭遇签证危机。走投无路之际，疏远的父亲突然来电，要求她安排异母弟弟科迪赴美治疗丙肝。为了利用美籍弟弟取得短期工作签证，石路违心地答应了。科迪对她的需要及依赖让石路体会到了久违的亲情。石路必须在家庭和个人梦想中做出抉择。

南方炎热的夏日夜晚，年轻的王学明（彭于晏 饰）遭遇了一起意外。梁妈（张艾嘉 饰）的老公 忽然失踪，她寻求陈警官的帮助，却不知自己已成为别人的下一个“目标”。陈警官（王砚辉 饰）负责老梁 失踪案，他发现案情的发展远超自己掌控。这群不知命运已被悄然更改的人，都在试图窥视关于那个夜晚的真相，但这个夏夜的记忆如错乱的拼图，愈加扑朔迷离……