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80后男孩易小川（胡歌 饰）来到父亲工作的考古现场，意外地卷入了一场夺宝斗争，与好友高要（张世 饰）一起穿越到了2200多年前的秦朝。小川先后遇到了项羽（谭凯 饰）与刘邦（李易祥 饰），遂与二人结为兄弟，并阴差阳错的被大将军蒙恬（丁子峻 饰） 认成了弟弟蒙毅，小川由于现代人的鬼马搞笑被众多女子爱慕着，其中就有吕雉（陈紫函 饰）与吕素（金莎 饰）两姐妹，但是小川心中只有意外相识的图安公主玉漱（白冰 饰）。而高要则成为了大奸臣赵高，认了跟妹妹高岚（张萌 饰）长相一样的宫女小月当义妹。小川的第27任女友高岚在和小川哥哥易大川（任泉 饰）一起寻找他们下落时日久生情。眼看秦国将亡，小川与玉漱公主能否长相厮守？高要又将何去何从？
专业摄影师易小川在野外取景时误入盗墓贼营地，向考古现场的哥哥大川讲述经历却不被相信。在追逐抢夺宝盒的歹徒过程中，小川的虎形坠与宝盒产生共鸣，开启时空隧道，与小川的好友高要一起被带回秦朝。初到秦朝的小川误以为在影视城拍戏，在法场上救了即将被处斩的项梁，被项羽带走治伤。
小川发现自己真的穿越到了秦朝，手机没有信号，开始尝试适应古代生活。他被项梁项羽叔侄收留，学习古代礼仪和生存技能。高要也来到秦朝，却被迫成为太监，心中充满怨恨。小川用现代知识帮助项梁项羽，赢得了他们的信任。
小川正式拜项梁为师，学习兵法和武艺。他展现出过人的智慧和现代知识，让项羽都刮目相看。同时，高要在宫中受尽欺凌，逐渐变得冷酷无情，开始谋划权力。小川与项羽结为兄弟，誓言共同闯荡天下。
小川为了寻找回家的线索，必须出师离开。项梁设下三关考验：兵法、角力和武艺。小川利用现代知识巧妙通过前两关，在第三关与项羽比武时，项羽故意认输，让小川得以出师。两人告别时结为异姓兄弟，约定日后相见。
小川在前往燕地途中遇到吕公一家被劫匪袭击，出手相救。吕公为表感谢，邀请小川同行至沛县。吕家的两位女儿吕雉和吕素都对小川产生好感，但小川心中只有寻找回家之路。途中，小川展现出非凡的武艺和智慧，赢得了吕家人的尊重。
小川在沛县遇到刘邦，两人一见如故，结为朋友。刘邦的豪爽和义气让小川印象深刻，他开始意识到这个朋友可能就是历史上的汉高祖。同时，吕雉对小川的感情日益加深，但小川始终保持距离，心中只有回家和玉漱。
易小川身染瘟疫被弃，吕素冒死照料。病危的小川想吃番茄炒蛋，吕素寻遍街道，最终在一旅店找到一位声称会做的古怪厨师，此人正是穿越后的高要。与此同时，在现代，高要因贪污被揭露，大川为保护其妹高岚，暗中替她还清了欠款。
吕素将崔文子的救命药剂让给小川，救活了他。她临走前，请小川照顾自己的家人。小川在火化她之后，剪下一段头发，永远带在身边。带着这份承诺，小川和高要再次出发，前往汤巫山。而在现代，易家人终于解开了石棋的秘密，书童留下了一句话：“六十年后，这里再见。”古代和现代的故事，都在向着同一个约定靠近。
易教授等人发现古书并与罗拉一行发生冲突。另一边，刘邦将易小川和高要灌醉后充作徭役。易小川被发配修长城，途中救下范喜良，两人被锁同行；高要沦为官奴，自荐当厨师后却遭诡异对待，被连续八天只喂蛋黄，最终在神志模糊时面对医官的刀。
高要受尽欺凌后入宫为厨，因厨艺受赏并暗立复仇之志；易小川在边境被俘至图安。现代线中，众人为打开宝盒，根据新线索启程前往图安寻找五行者后人。
现代线中，易教授一行在图安寻得木行者后人并获第二枚戒指；古代线里，易小川因虎形坠喝退老虎，试图带领奴隶逃跑却被金将军拦截。
易小川为救奴隶与金将军比武，虽意外失手，但其坚守信义的品格实为公主预设的考验，最终不仅赢得比赛，更令庞副将等人折服并誓死追随。聆听这段千年往事的大川，决定将其写成传奇；高岚则在山谷的呼唤中，释放出对至亲的深切思念。
宝盒被黑袍人暗中送回，意在利用寻宝者集齐戒指；同时易小川劫亲失败，坠崖后因身上虎纹被蒙恬认作弟弟蒙毅，其身份骤然转变。最终小川护送玉漱前往咸阳，而蒙恬则以家传武功为纽带，试图让这位“弟弟”认祖归宗。
古代线中，玉漱入宫封妃，小川借酒消愁时解救奴隶三宝并结识崔文子；现代线里，易教授研究遇阻，高岚与大川因剧本创作和酒吧解围逐渐走近，彼此依赖加深。两条线共同勾勒出人物在情感困局与崭新牵绊间的微妙处境。
现代寻宝因古地图误差遇阻，高岚与大川在创作中情感渐深。古代线中，易小川与崔文子重逢后因缘际会救下微服出访的秦始皇，后为救治染疫的玉漱公主，不惜犯险完成崔文子的三件嘱托，最终在宫中与玉漱相认，情感冲破阻碍。
玉漱病愈后与小川被宫门阻隔，相思成疾，高要以一道“明月千里寄相思”的现代拼盘获秦皇赏识，升任御膳房总管后即刻对昔日欺凌者展开报复。与此同时，现代的高岚与大川以合写剧本增进默契，并试图撮合易教授夫妇，却在共进晚餐时因一道红烧肉导致二老突然昏厥。
黑袍人下毒制造危机，反促成易妈妈真情流露，情感关系悄然转变；同时，高要借追查宫中窃案之机升任总管，在发现遭刘邦陷害的真相后，彻底点燃复仇之心，完成身份的颠覆性转变。
高岚发现秦代美女复原图竟与自己容貌一致，决定将自身写入剧本；与此同时，高要在宫中寻得与高岚相貌相同的宫女小月，设计让小川酒后吐露对玉漱的深情，随后将小月安插至玉漱身边作为眼线，而小月却在监视任务中陷入了对亲情与小川的复杂情感纠葛。。
吕雉向消沉的小川示爱被拒后，为挽回尊严转而选择刘邦，并提出苛刻的婚姻条件作为掌控手段；刘邦为攀附吕家全盘接受，使这场婚姻成为一场各取所需的利益交换与权力算计。
小月替玉漱传递装有录音的腰牌时，对易小川暗生情愫，却只能默默为他缝制新衣，并无奈地目睹小川与玉漱通过腰牌互诉衷肠，自己陷于无望的单恋。与此同时，现代的高岚因梦见“古代自己”与小川约会而心绪波动，她与大川在嬉笑打闹的日常中，关系正悄然发生着变化。
