公元700年盛唐時期,西域絲綢之路成為中外交流要道。戍邊校尉李(姜文)因拒絕屠殺突厥老弱俘虜觸犯軍令,遭朝廷通緝。日本遣唐使來棲(中井貴一)為求歸國接受緝捕任務,途中又受命護送將軍之女文珠(趙薇)返長安。兩人相遇激戰未分勝負,約定長安決斗。隨后他們與護送佛經的朝廷商隊匯合,遭遇響馬首領子安(王學圻)率眾劫掠。為守護經書與駝隊,李、來棲及眾人展開殊死搏殺。最終兩方在戈壁決戰,文珠為保護駝鈴引爆火藥庫與敵同歸于盡,李將來棲重傷后自刎謝罪。經書得以保全送抵長安,皇帝赦免李氏族人,來棲攜文珠遺物啟程歸國。