1942年10月10日，汪伪政权举行了盛大的国民政府庆典。然而，一系列的军政要员遇刺事件，让身为特务处长王田香（王志文饰）如坐针毡。在对女刺客（刘威葳饰）的酷刑审问中，他获得了一条关键的情报——代号为老鬼的地下党已经混入了剿匪司令部。立功心切的王田香立刻向日本皇军特务机关长武田（黄晓明饰）做了汇报。二人随即在裘庄布下了一个圈套，意图通过放出假消息逼老鬼现身。在被怀疑的对象中，有司令的侍从官白小年（苏有朋饰）、军机处长金生火（英达饰）、剿匪大队长吴志国（张涵予饰）、译电组组长李宁玉（李冰冰饰）以及行政收发专员顾晓梦（周迅饰）。在怀疑与排查中，武田与王田香不择手段软硬兼施，然而事情的发展却出乎意料……

男友的多日失踪打破了台北某所大医院的眼科医生杜家珍（刘若英）以往的平静生活，为走出心情的低谷，她心血来潮在报纸的分类广告栏刊登了一则征婚启事，期望通过另一段新的恋情安慰自己。启事一出，招来众多远远超出杜家珍的过往生活经验所能想象的奇形怪状各怀目的的应征者（王朝明、纽承泽等），但在同他们一一面谈之后，杜家珍发现这些人要的只是各种各样的“欲”，而自己面对他们时的喟叹，更多是对过往情伤的不甘心。当杜家珍决定为曾经的爱情做最后一次挽救的努力时，却得到对她来说十分意外或是最后一丝希望破灭或是解脱的消息。

由于两年前揭发同僚贪污，台北警官黄火土（梁家辉）被上级报复调入冷门的外事组工作，利益也曾连带受损的新同事对他怒言相向，加上妻子清芳（刘若英）受不了他长期不回家要求离婚，黄火土感觉他的世界正在逐渐四分五裂。就在此时，三宗受害者的身份并无关联的震惊了台湾社会的离奇命案发生，法医（杨贵媚）验尸发现他们都是因中一种神秘的黑霉菌产生幻觉而死，因为缺乏此方面的人才，当局从美国请来此种案例的侦办专家凯文莱特（DavidMorse）协助破案，黄火土重被任用。随着一桩令所有人都目瞪口呆的事实的被发现，一场围绕政治利益与民众利益的斗争也在黄火土和办案伙伴李丰博（戴立忍）及整个警察队伍之间展开。