公元2080年，由于太阳能天幕的应用，人类基本上摆脱了能源危机。由于新能源的广泛应用损害了众多传统能源商人的利益，他们想法设法要除掉发明太阳能天幕的马博士。时值马博士发明太阳能天幕十周年纪念，未来警察周志豪（刘德华 饰）与妻子美莉（范冰冰 饰）负责大会的安保工作，不料受命于能源商人的卡龙（樊少皇 饰）带领手下的改造人兵团中途闯入大会现场，企图杀死马博士。为了保护马博士，由周志豪带领的众多未来警察们与改造人兵团发生激战，在掩护马博士离开会场之时，周志豪妻子美莉不幸牺牲，卡龙一方也损失惨重。并未杀死马博士的能源商们事后窃取政府正在研发的时光旅行绝密资料，并且把卡龙和妻子斐娜改造成为终极杀人工具，他们要回到过去杀死年轻的马博士，以图改变未来。为了保护马博士，满怀丧妻之痛的周杰豪被改造成为超级战士，携女儿淇淇（徐娇 饰）回到2020年寻找并保护年仅12岁的马...
街头女骗子Julia被绑架，将被用于做一个致命实验，她的唯一希望寄予幕后黑手Alex创造的一项人工智能TAU，装备有大量的无人机和机器人，能自动操纵Alex打造的智能房屋和实验室，墙壁内村有屏幕，能从草原变为深度空间。TAU的能力受限于它所理解当下所处的环境，但它的潜力远不止于此。足智多谋又勇气十足的Julia将与时间作斗争，在人与机器之间建立信任的桥梁，争取重新获得自由，而不会落入和之前6位同样被用于实验之人的同一个下场。
