影片讲述了县剧团的小名角彩云到上海寻找“明星梦”的故事。彩云在上海投靠了从小青梅竹马的朋友——担任摄影助理的阿伟之后，突然明白大上海是如此千变万化的世界，阿伟也只能住在即将拆迁的房子里。梦想变得遥不可及，但是阿伟却在理想主义潘导演的影响下，拍摄着老电影人赵丹和黄宗英的纪录片。赵丹和黄宗英对于电影的热爱，以及俩人在拍电影时产生的爱情，这些都对应着彩云与阿伟之间的生活和爱情。南宋年间，当朝宰相构陷忠良，谋害忠帅，并誓要铲除其遗孤独子震儿，震儿在众义士保护下逃亡到白马镇。诸子百家后人身怀绝技，舍身保忠烈血脉；道高一尺魔高一丈的大能为蛮人，受奸相所指，斩草要除根。各路人马齐聚白马镇，忠烈遗孤是生是死，天魔传人何去何从…美国田纳西州，猫王的故乡孟菲斯，一家廉价破旧的孟菲斯旅馆，三段彼此交错的平行故事，就发生在这家献给猫王埃尔维斯·普雷斯利的旅馆之中。故事一：一对痴迷于美国五十年代摇滚音乐的日本情侣来到孟菲斯。然而一个是猫王的粉丝，一个则喜欢与猫王同时期崛起的音乐人卡尔·帕金斯。两人以朝圣的心情来到猫王的故乡。那些生活中浪漫的微小细节，却并不能阻止他们沉溺在音乐之中忘乎自我，男孩甚至对任何事情都无动于衷。出门时，他们听到一声枪响，戛然而止。故事二：一个为了躲避陌生男人纠缠的寡妇，投宿在这家孟菲斯旅馆。形单影只的她，遇见了刚与男友分手的独身女孩，两人共处一室。深夜，这位寡妇似梦非醒的看见了猫王的幻影。在神秘的会面之后，收音机里传来《蓝月亮》。出门的一刻，枪声响起。故事三：同样的猫王照片，同样的《蓝月亮》。回溯故事二中的女孩。男友与她分手后在酒吧喝酒，然而一语不合让他错手打伤了老板，他和女友以及女友的弟弟，仓皇中逃亡至此。天亮时，屋内传来一声枪响。《里约，我爱你》是制片人埃曼纽继《巴黎，我爱你》《纽约，我爱你》之后“爱之城”系列的第三部作品，邀请全球的电影大师为世界著名城市谱写关于爱的小故事，是“爱之城”系列电影最大的特色。年轻的陈秋水（陈坤饰）为少女王碧云（徐若瑄饰）的弟弟雨萌当家庭教师，他清朗潇洒，有一套快乐的学习方法，两人一起唱歌学英文，简单快乐，很快就堕入爱河。然而陈秋水是左翼人士，为避难必须逃往大陆。虽然似乎是短暂的离别，但秋水离去前仍与王碧云私定终生，发誓矢志不渝。但离别似乎很漫长。秋水甚至与台湾失去了联络，但等待和思念仍埋在他的心中。部队护士王金娣（李冰冰饰）对他坦言爱意，并展开追求。战争结束后，王金娣跟随秋水调至西藏，一路照顾无微不至。秋水亦多次寻碧云未果，决定把旧情藏于心底，不辜负决心随他的王金娣，二人成婚，但命运的嘲弄却在不远处。秋水不知道，身在台湾的王碧云，终身未嫁，一生都在等待。芝加哥当地的黑手党想称霸当地所有的生意买卖，他们为达目的不择手段，甚至牺牲人命也在所不惜，当他发现自己的亲人死于非命时，他决心与黑手党抗衡到底！