《欲念游戏》讲述在2020年，一代叱咤智能科技领域的风云人物郭实（郭涛饰），在经历丧女之痛后决定远离尘嚣，终日与智能机器人相伴。但一次意外的发生，郭实莫名沦为“杀人逃犯”，并一步步落入对方所设的陷阱中。为证清白，郭实重拾“化蝶系统”，与爱徒飞凡（姜潮饰）和机械发烧友萌萌（张子枫饰）联手追查真凶。在探寻真相的过程中，郭实发现妻子宁雪（梅婷饰）和好兄弟老查（范伟饰）与此事有着千丝万缕的联系，但逐渐被视觉致幻的他开始难辨真假虚实，一场有关科技的烧脑战役呼之欲开。
因失忆而被关入精神病院的医生人见广介（吉田辉雄 饰），始终为一首盘旋于脑中的摇篮曲所困扰。为了查清自己真实身份，广介从医院逃脱，偶遇一名哼唱这首曲子的女孩初代（由美てる子 饰），然而女孩就在自己面前被人杀害。 背负杀人罪名逃亡的广介在报上看见一个名叫菰田源三郎（吉田辉雄 饰）的人死亡的消息，而此人竟与自己容貌相似。广介假冒源三郎借尸还魂，毫无阻碍地回到菰田家。同时得知，源三郎的父亲丈五郎（土方巽 饰）因佝偻病离群索居，在海中央的小岛生活。不久源三郎之妻遇害，为探真相，广介与仆人登上小岛，却看到人世间最恐怖的景象…
花季少女张辛儿（郭采洁饰），十岁那年意外看到了父母被枪杀的凶案现场，内心受到极大创伤。这永远无法抹去的痛苦记忆伴随她的成长。受张辛儿监护人辅导员刘梅（刘雪华饰）所托，著名生物科学家董教授（果靖霖饰）通过切割记忆的方法，帮她重塑记忆，切割痛苦。原本顺利的记忆切割实验，却接连不断的发生意外、失控，当真相不断浮出水面，张辛儿最终将如何面对这一切？
