故事发生上世纪中国第一藏书楼宁波天一阁。清末民初时局动荡范家主人范榛却一直固守着祖宗留下藏书。叔涵(黄磊扮演)是他收养的孩子，从小记忆力惊人，他喜欢上了父亲老友林正公女儿林若云，两人相约私奔却被家人发现，若云溺水身亡，叔涵流落江湖遇到了与若云长得一样混血姑娘明妮(马伊俐扮演)两人陷入欲罢不能恋情中。
叔涵大姐韵涟(范冰冰扮演)聪颖贤惠却因家庭原因不得不嫁给林正公长子林少卿 (耿乐扮演)，她与范家修书人方子文两情相悦并有一夜激情，替他生了个孩子。时日军侵占华东，范家长子伯清(王劲松扮演)掌管家业，藏书四散凋零，明妮也因战乱流落欧洲身陷德军集中营，叔涵千里迢迢赴欧洲找寻却发现明妮已身患重病，新婚之夜死在叔涵怀里。
抗战胜利伯清与夫人敏怡带着部分家藏图书来到台湾少卿和韵涟远赴日本只有叔涵一个人默默守候着天一阁鞭炮声中开门迎来了接管藏书解放军！