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一天，神婆龙娣（罗兰 饰）收到了前男友毕加索寄来的结婚请帖，他和现任女友施丹即将携手步入婚礼的殿堂，邀请龙娣出席。曾经，龙娣和毕加索也是天造地设的一对璧人，可是毕加索怕鬼，无法接受龙娣的职业，两人以分手告终。毕加索的新女友是西洋玄学学会的会长，虽然她和龙娣表面上相处融洽，实际上少不了笑里藏刀。施丹想用法术来戏弄龙娣，却被后者识破未能得逞。

1966年，从新加坡返回香港想忘掉过去的周慕云（梁朝伟 饰）住进东方酒店的、同他曾经熟悉的数字2046只差一号的2047号房，开始了他的卖文生涯。眼前、曾经在他身边出现过的一个个女人（章子怡、王菲、张曼玉、刘嘉玲等 饰）经过他大脑的过影后，令他对时空产生疑惑，不但忘不了过去，一幕幕往事反而更加挥之不去。                                                                    为了与过去作更好的告别，他将生活的点点滴滴化为文字，写下小说《2046》（说只要搭上了前往2046的列车，人们就可以找回失去的记忆）。

讲述了犯罪组织头目载镐(薛耿求饰)与组织内性格强势的新人贤洙(任时完饰)产生交集，江湖兄弟之情与捉摸不定的背叛也由此展开。