影片根据茅盾文学奖获奖者麦家的同名长篇小说改编，故事关于上世纪四十年代，世界局势风起云涌，及时准确破译敌方的通讯密码至关重要。容金珍（刘昊然 饰）自幼展现出惊人的数学天赋，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）布置的难题而被更多人注意到，其中就有神秘部门701局局长郑某（陈道明 饰），容金珍从此走进了密码破译的大门。

影片根据茅盾文学奖获奖者麦家的同名长篇小说改编，故事关于上世纪四十年代，世界局势风起云涌，及时准确破译敌方的通讯密码至关重要。容金珍（刘昊然饰）自幼展现出惊人的数学天赋，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）布置的难题而被更多人注意到，其中就有神秘部门701局局长郑某（陈道明饰），容金珍从此走进了密码破译的大门。

脆皮青年吴迪（胡歌 饰），工作感情双双失意，沮丧返乡。吴迪“突袭”返乡的行为打破了一家人原本平静的生活，他不仅需要重新面对与家人的“亲密”相处，还要为自己的未来寻找更多的可能。在现实面前多番碰壁后，一次偶然的机会下他与高中同学冯柳柳（高圆圆 饰）相遇，随后生活也发生了意想不到的转变。

明嘉靖年间，朝廷被严党把持，内部朝政腐败，沿海倭寇横行，明朝危在旦夕。南京城内，南京总兵程肃之子程闻道天资聪慧、少年得志，本欲与青梅竹马的郡王府郡主李蓁蓁喜结良缘，然而，这一文一武两家的联姻，却引起了朝廷高官明德的恐惧。

讲述了周筱风（赵又廷 饰）、方筱然（毛晓彤 饰）和林逸（金世佳 饰）三位心脏科医生机缘巧合下，在东立医院心脏中心相遇。三人因专业背景、职业理念不同而产生摩擦碰撞，随后在治病救人的过程中逐渐磨合达成默契，最终在生命战场并肩作战的故事。