影片取材自深井怨灵灵异事件。五个同一公司的青年参加公司的野外测试，却鬼打墙般地困在一口诡异的枯井边，枯井边异象丛生，怨灵乍现，五个年轻人都在枯井中看到了可怖的景象，五人纷纷陷入到无尽的恐怖循环之中，绝望的恐惧吞噬着他们，这口怨气极重的枯井到底隐藏了一段怎样的惊人的经历……
一九三七年八月三十一日淞沪会战中，姚子青奉命率部五百余人守卫宝山县城。日军为扩大登陆地域，对宝山进行了海陆空协同的疯狂攻击。在装备落后，地势不利，没有援军的情况下，智勇双全的姚子青带领全营以寡敌众坚守孤城，灵活运用战术战略，从主动出击攻袭敌军到固守阵地顽强抵御，七日内击退了日军一次又一次的进攻，全营五百余人先后战死沙场。九月七日日军破城，姚子青率残部二十余人在城内展开激烈巷战，最终壮烈殉国。
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。
