著名的心理治疗师徐瑞宁（徐峥 饰）擅长催眠治疗，深得业界的赞扬。但是心高气傲的他却遭遇了职业生涯中最棘手的案件，那就是恩师方教授（吕中 饰）推荐给他的女病人任小妍（莫文蔚 饰）。一天晚上，女助手Amy（杨凯迪 饰）引见来了任小妍，但是这个女病人似乎一直都不太配合，对待医生态度强硬，而且坚信自己能有超自然的能力，瑞宁觉得她没有说出真相，于是开始了催眠疗法。意想不到的是任小妍反而掌控了局面，而真相居然与瑞宁的妻子（胡静 饰）以及好友洛雨凇（王耀庆 饰）有关，任小妍的身份真正是什么？瑞宁似乎掉进了一个设计好的陷阱里…… 本片是陈正道导演自《101次求婚》之后的一部力作，徐峥担任了本片监制及主演。

故事发生在2025年，因为和妻子张代晨（徐静蕾 饰）婚姻破裂，男主角江丰（黄渤 饰）走进记忆大师医疗中心接受手术，却不料手术失误记忆被错误重载，他莫名其妙变成了“杀人凶手”。警官沈汉强（段奕宏 饰）的穷追不舍让他逐渐发现，自己脑内的错误记忆不仅是破案的关键，更是救赎自己的唯一希望。与此同时，妻子身边出现的女人陈姗姗（杨子姗 饰）、记忆中浮现出的神秘女子（许玮甯 饰），似乎也和真相有着千丝万缕的联系，一场记忆烧脑战也随之开始。