该片讲述了女扮男装的祝英台在求学途中与梁山伯日久生情，两人试图寻求自由恋爱的道路、冲破封建世俗的枷锁，但无奈以悲剧结尾，两人的爱情感动了上天，最终以化蝶的方式成全了这对璧人。其中梁山伯性格正直善良，自书院与祝英台结下情愫，自此便痴心一片非她不娶，却因祝家反对婚事，最终抑郁成疾，不久身亡，最终与祝英台一同化蝶，双宿双飞。

在2020年，一代叱咤智能科技领域的风云人物郭实，在经历丧女之痛后决定远离尘嚣，终日与智能机器人相伴。但一次意外的发生，郭实莫名沦为“杀人逃犯”，并一步步落入对方所设的陷阱中。为证清白，郭实重拾“化蝶系统”，与爱徒飞凡和机械发烧友萌萌联手追查真凶。在探寻真相的过程中，郭实发现妻子宁雪和好兄弟老查与此事有着千丝万缕的联系，但逐渐被视觉致幻的他开始难辨真假虚实，一场有关科技的烧脑战役呼之欲开。

一场百年罕见的蝗灾侵袭了武周大地，武则天下令送赈灾银往灾区，却在途中被劫，数万两白银竟化蝶消失！狄仁杰命其亲随赵员镇奉命彻查此案，自己微服潜入民间调查。在查案的过程中他们遇到了需自证清白的嫌疑人官小柒，又陷入了赈灾银再次被劫的困窘之境。灾民民怨四起，化蝶案扑朔迷离，朝堂权谋暗潮汹涌，狄仁杰是否能查清真相，天下又是否能重回太平？