电影开始于爱丽丝（周迅饰）在一个风雨交加的夜晚偶然发现了一家名为‘时光旅馆’的神秘旅馆。她决定入住并遇到了其他几位客人：陈坤饰演的作家、黄觉饰演的画家和王学兵饰演的旅行者。在旅馆中，他们经历了一系列奇幻的事件，包括时间的扭曲、梦境的融合以及对自我身份的探索。

最终，他们发现‘时光旅馆’是一个连接不同人生和梦想的奇妙之地，每个人都在这里找到了自己的答案。