故事发生在北京，油麻叶彤（孔琳 饰）回到了阔别已久的故乡，油麻在这里，有她全部的童年回忆。再度相逢，曾经的玩伴们已经长大，卫东（张嘉译 饰）、卫萍（丁嘉丽 饰）、雷兵（扈强 饰），每个人的身上都留下了时间的痕迹。在学校里，叶彤结识了摇滚乐队主唱彭威（耿乐 饰），彭威的自由不羁吸引了叶彤，两人的关系越走越近。彭威和卫东是旧相识，两人之间有过一些过节，其中的龃龉并没能随着时间的流逝而渐渐淡化，如今沦为罪犯的雷兵又和当警察的卫东结下了梁子。卫萍告诉叶彤自己怀孕了，希望叶彤能够帮她做流产手术，雷兵和卫东之间的矛盾升级成为了暴力冲突，卫东受伤住院，雷兵失足身亡。悲伤和痛苦之中，叶彤明白，曾经的单纯时光一去再也不会复返。