影片改编自尼克·托切斯的同名小说，讲述两个平行故事，分别围绕著名诗人但丁和他的代表作《神曲》展开：当代纽约，《神曲》原稿出现在一个黑市走私团伙的手中，厌倦现状的学者尼克（奥斯卡·伊萨克 Oscar Isaac 饰）被他们召唤去辨别真伪。尼克最终因诱惑而违抗黑手党偷走了手稿，和他的爱人茱丽叶塔（盖尔·加朵 Gal Gadot 饰）踏上了一条黑暗暴力之路，从隐喻式的地狱到天堂。

小男孩雨果（阿沙·巴特菲尔德 Asa Butterfield 饰）天生机械控。他寄宿巴黎火车站钟楼，偶尔会去玩具店偷些零件，用来修补父亲（裘德·洛 Jude Law 饰）留下的机器人。一次行窃，他被店主乔治•梅里埃（本·金斯利 Ben Kingsley 饰）当场抓获，因 忌惮带猎狗的巡警（萨莎·拜伦·科恩 Sacha Baron Cohen 饰）只得就范。乔治拿走了雨果父亲的遗物——一本机械手册，令他心急如焚，他尾随至乔治家中，结识了养女伊莎贝拉（科洛·莫瑞兹 Chloë Moretz 饰），他恳求她帮自己保住手册。而伊莎贝拉则觉得此事蹊跷，于是两人结伴探秘。修好的机器人作画的落款却显示乔治的名字，让他们疑心顿起。终于他们发现了乔治家中装满画作的神秘柜子，并在图书馆的电影书籍中发现了乔治的身世。一位知情人的显身，让他们的奇幻冒险更添神秘……

在大洋深处的南礁，以大白鲨里诺（罗伯特•德尼罗 饰）为首的鲨鱼黑帮横行霸道，不可一世，其他鱼类对他们又恨又怕，时刻希望有谁出来主持公道，消灭这群恶棍。里诺虽然邪恶，不过却格外疼爱他的儿子弗兰奇和兰尼（杰克•布莱克 配音）。与凶暴的父亲和哥哥不同，兰尼心地善良，平易近鱼，甚至还是个素食主义者。 吊儿郎当的清洗店小职员奥斯卡（威尔•史密斯 饰）欠下老板钱财，债台高筑。被五花大绑的他遭到弗兰奇的追杀，而弗兰奇却被突然出现的铁锚砸死。喜好吹牛的奥斯卡因此宣称弗兰奇死于他之手，他还间接和兰尼成为朋友。然而，这却引起鲨鱼黑帮的愤怒……