1979年,昆侖山發生神秘生物骸骨,由胡八一(趙又廷 飾)率領的探險隊深入昆侖山腹地,尋找有關古生物遺跡的更多秘密,卻不料在這個過程中遭到不同神秘生物的輪番攻擊,並意外墜入九層妖塔,除胡八一外,一行人生死成謎。 胡八一退伍後回到北京,重逢了發小王凱旋(馮粒 飾),並在神秘人(李晨 飾)與科考隊(鳳小岳、唐嫣、李光潔 飾)兩股力量的夾縫中重新踏上了探尋未知文明的徵程,途中與Shirley楊(姚晨 飾)邂逅,熟識的面孔喚醒了他身處探險隊那段日子的記憶。此行凶險,在還沒來得及搞清楚Shirley的真實身份之際,胡八一、Shirley、王胖子率領一行人便在王子墓、石油小鎮等地遭到不明生物的轟炸,這里所發生的一切再度指向九層妖塔,而這次等待他們的,將是一個塵封已千年的未解之謎……