影片根据茅盾文学奖获奖者麦家的同名长篇小说改编，故事关于上世纪四十年代，世界局势风起云涌，及时准确破译敌方的通讯密码至关重要。容金珍（刘昊然 饰）自幼展现出惊人的数学天赋，被时任大学校长的小黎黎（吴彦祖 饰）和太太叶筱凝（俞飞鸿 饰）抚养长大。大学入学之际，容金珍因解出数学系老师希伊斯（约翰·库萨克 饰）布置的难题而被更多人注意到，其中就有神秘部门701局局长郑某（陈道明 饰），容金珍从此走进了密码破译的大门。
董子健 刘昊然
刘昊然 约翰·库萨克 陈道明 吴彦祖 俞飞
何炅 魏大勋 刘昊然 吴昕 蔡文静
王宝强 刘昊然 周润发 白客 张新
杰克·阿贝尔 布里安娜·希德布兰德 约翰·库萨克
张若昀 李沁 陈道明 吴刚 田雨
关继威 阿丽亚娜·德博斯 吴彦祖 西恩·奥斯汀 马歇尔·林
王志文 于震 俞飞鸿 王力可 鲁诺
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叶璇 罗立群 沈文俊 李若希
崔鹏 邵芸 赵小锐 李梅 邢瀚卿 龚小钧 牛宝军 齐莹
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