故事以主角朱孝廉（鄧超飾）為主線軸心，講述書生朱孝廉與書僮後夏（包貝爾飾）在赴京趕考途中，遇上山倜淆執叮ㄠu兆龍飾）大打出手，最終到了一座古寺，經由不動和尚（曾志偉飾）勸說，三人和解。而朱孝廉在古寺裡發現了一幅壁畫，畫中人宛若鮮活靈動。在凝望之時，朱孝廉被一個從壁畫出來的仙女牡丹（鄭爽飾）帶進了畫中的仙境－－萬花林。
萬花林裡沒有男人，生活著一群美麗的仙女，她們雖然各懷絕技，卻受制於仙境統領“姑姑”（閆妮飾）的強權之下。在奇異的女兒國仙境之中，眾多仙女在姑姑的管理下，過著單純而順服的生活，姑姑惟獨不許她們與男人產生感情，而且對私自闖進萬花林的男人也絕不手軟。在仙境裡，朱孝廉認識了繼承者仙女芍藥（孫儷飾），在芍藥的幫助下，朱孝廉躲過被姑姑發現的危險，順利的返回人間。牡丹卻被姑姑發現男人是她帶進來的。
其後朱孝廉回到原來的世界，發現壁畫上的牡丹被處罰受苦，書僮告知壁畫是一幅地獄圖。朱孝廉出於義氣打算重返“畫壁”世界，於是在不動和尚的幫助下，朱孝廉連同後夏與孟龍潭進入仙境。不料姑姑卻一反常態，款待三位來賓，並讓他們從眾多仙女中挑選妻子，為萬花林傳宗接代。朱孝廉為不使姑姑懷疑，也假意挑選了仙女牡丹的朋友翠竹（謝楠飾）為妻子，後夏和孟龍潭也各自挑選了他們心滿意足的妻子，卻不知道姑姑打算利用幾個男人後把他們殺光。朱孝廉得悉牡丹已被姑姑收押後，嘗試取得芍藥的幫助來營救，展開了一連串的奇幻冒險旅程。
三個凡間男子的到來，也徹底打亂了萬花林的“秩序”，男人迷失在夢幻仙境裡，人性即將受到考驗；慾望、貪念、愛恨，引發了一場仙界戰爭，一念天堂、一念地獄……
在“畫壁”的世界裡，最終朱孝廉能否得到心中所愛呢？