故事发生在德国当代，简（丹尼尔·布鲁赫 Daniel Brühl 饰），皮特（斯坦奇·艾塞克 Stipe Erceg 饰）和朱莉（朱丽娅·耶恩奇 Julia Jentsch 饰）是三个社会上随处可见的普通青年。但在他们的内心里，愤怒和失望的火焰从未停止过燃烧，对于国家的现状，对于政府的不满，对于富人的仇恨，为了给这些汹涌的感情找到出口，他们必须要做一些与众不同的事情。 　　他们在夜里潜入豪宅之中，在大肆恶作剧一番后留下写有“好日子到头了”的恐吓纸条，这样一种行动让三位好友在情感上得到了发泄，也在精神上获得了快感。一次行动中，朱莉造成的意外导致他们不得不重返“犯罪现场”，不幸的是，他们刚好撞见了归家的房主，情势所迫，三人做了一件他们都不愿意做的事情——绑架。

阿蝶（何超仪饰）是一个中学老师，一天在超级市场遇到了没钱付款的小叶（田原饰），两人坐在咖啡厅里聊天，小叶的暧昧行径令阿蝶想起了自己的一段情，勾起了多年来她深藏起来的原始情感。少女时代的阿蝶（陈逸宁饰）纯真甜美，与真真（蒋祖蔓饰）原来是好朋友，后来真真逐步向阿蝶透露自己的爱意，二人开始交往。事情后来让阿蝶的母亲发现了，逼着阿蝶离开她，被狠狠拆散的她们深感痛楚，真真更就此出家。小叶的出现使阿蝶与丈夫（葛民辉饰）之间的安静激起了波澜，她开始回忆当年与真真在一起的画面，而且眷恋跟小叶在一起的时光，丈夫开始看到了端倪。阿蝶找到了出家了的真真（车婉婉饰），真真告诉她自己出家并不是因为阿蝶，真真对蝶说的一番话，令阿蝶知道自己该如何处理自己的感受与面对自己的感情。

1966年，从新加坡返回香港想忘掉过去的周慕云（梁朝伟 饰）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 饰）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）。

　　雷蒙（贾维尔•巴尔登 Javier Bardem 饰）在一次跳海运动中出了意外，全身瘫痪。原本英俊壮健的他要在煎熬中度过余生。他忍受着常人无法理解的痛苦中过活了26年，已经无法领会到活着的意义。他一再申请安乐死，却无法获准。他请来律师朱莉娅（贝兰•鲁达 Belén Rueda 饰），这个女人在与雷蒙的相处中慢慢认同了他的观点，她不幸也身患绝症，二人更加惺惺相惜。朱莉娅承诺帮雷蒙出版诗集后，就和他一同赴死。
　　有一个少妇知道了雷蒙的经历，力劝他不要放弃生命，并深深爱上这个不幸的人。然而，这一切都无法把雷蒙从瘫痪的煎熬中重生过来。然而他还等着朱莉娅一起告别这个世界。

　　作为以色列特工，伊亚（里欧·艾希肯纳兹Lior Ashkenazi饰）的的工作就是用各种手段追杀前纳粹分子，他的妻子自杀身亡，并留下纸条，上面写着“你毁灭一切靠近你的东西”。伊亚对妻子的死万分内疚，然而任务还在继续，他要杀掉一名已经年迈的纳粹分子，
　　目标人物的孙子艾瑟（克纳特·柏格Knut Berger饰）来到以色列和姐姐相聚，这给伊亚提供了绝好的机会。他以导游身份接近艾瑟，并带他游览耶路撒冷。沿途艾瑟对伊亚完全信任，甚至还产生了同性之爱，伊亚却在妻子自杀的阴霾中走不出来，并得知艾瑟祖父已经去世。这一切让伊亚倍感疲倦。
　　当艾瑟离开以色列，伊亚开始挂念这段暧昧与友谊夹杂的感情。他飞往德国找到艾瑟，却意外得知了一个秘密，让他大为困惑，不知如何抉择。

　　马汉（沙鲁克·罕 Shahrukh Khan 饰）是一名工作和生活在美国的印度人。常年过着和家人分离的生活，马汉感到十分寂寞，非常想念在故乡生活的乳母。某日，他决定踏上返乡的旅途，然而到达目的地后才发现物是人非，他的乳母早已经前往了一个名叫“脚印之地”的村庄。于是，马汉再度上路。
　　途中，马汉邂逅了名为吉特（Gayatri Joshi 饰）的美丽印度女孩，两人坠入了情网。马汉想将吉特带往美国，可是吉特的家人却坚持两人必须在当地完成婚礼的仪式。就这样，马汉在吉特的故乡住了下来，在和当地人朝夕相处之后，马汉才发现这个看似恬静的村庄，其实暗藏着许多隐患和风波。