1979年，昆仑山爆发神秘生物骸骨。胡八一（赵又廷饰）率领的探险队深入昆仑山腹地，寻找更多远古生物踪迹的秘密，却不料在此过程中遭到不同神秘生物的袭击。，不小心掉进了九层妖塔。除了胡八一，一行人的生死成谜。胡八一退伍回到北京，遇到了发小王凯旋（冯力饰）。途中，他遇到了Shirley杨（姚晨饰），熟悉的面孔唤醒了他对在考察队的日子的回忆。这次旅行很危险。还没查出雪莉的真实身份，胡八一、雪莉和王胖子就带着一群人在太子墓、油城等地遭到不明生物的轰炸。这里发生的一切，再次指向九层妖塔，这一次等待他们的，将是一个尘封千年的未解之谜……
