1966年,从新加坡返回香港想忘掉过去的周慕云住进东方酒店的、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)。。出身基層、道德意識薄弱的譚美貞(田蕊妮飾),為了袒護犯了法的男友(楊明飾),令自己身陷囹圄。幸得律師高哲行(郭晉安飾)在她出獄後,讓她在律師樓工作而重獲新生,並與他漸生情愫。高哲行原本是前途無限的明日之星,但被新紮幹探張立勳(吳卓羲飾)在某次追捕中所傷而成坐輪椅的殘障人士,同時成為二人犯法交易的契機。隨著高哲行連串不可告人的陰謀被揭發,張立勳感情用事,因內疚贖罪去包庇他。譚美貞最後能否背負愛情,做出正確的抉擇呢?。