905年，香港中环。革命浪潮席卷之际，革命志士遭到暗杀。得知孙中山（张涵予饰）即将抵达香港，清政府派出将军阎孝国（胡军饰）前来追捕，并雇佣赌徒沈重阳（甄子丹饰）作为密探。与此同时，商人李玉堂（王学圻饰）的儿子李重光（王柏杰饰）举行考取功名的庆典。沈重阳在宴席上见到前妻月茹（范冰冰饰）与女儿已成为他人家庭的一部分，不禁黯然离去。 为保护孙中山，《中国日报》社长陈少白（梁家辉饰）请求戏班班主（任达华饰）协助，却导致戏班惨遭灭门，只剩其女儿方红（李宇春饰）侥幸存活。陈少白被捕，与阎孝国见面后，师生关系彻底决裂。随后，李玉堂因独子参加游行被捕以及好友的变故，也毅然投身革命事业。此举引发探长史密夫（曾志伟饰）封锁报馆。当时，李玉堂还帮助车夫阿四（谢霆锋饰）与恋人阿纯（周韵饰）完成婚约。 月茹夜间与沈重阳秘密会面，劝其弃暗投明，守护革命事业。除此之外，打女方红、小贩王复明（巴特尔饰）、乞丐刘郁白（黎明饰）等人也相继加入到保护孙中山的队伍中。一场紧张激烈的全城追杀随即展开。 本片投资高达1.5亿人民币，首次以1:1的比例在上海还原了1905年的香港中环场景。