小林是一位来自农村的城市边缘青年，他学识渊博，但在纷乱的商业社会中境遇不佳，一念之差铸成大错入狱。在狱中，小林并未沉沦，劳动之余创作出自传式神话剧《三生缘》。
小林眼界开阔，思维超前，他认为宇宙中一定存在超文明的外星人。烦闷中不断呼唤外星人求助，频率之高，时间之长，令在地球外空间停留的一艘外星人的飞船不堪其脑电波干扰，决定破例去干扰其行为。时机终于到来。
这一天，鉴于小林的剧本被周星驰采用，某市中院以其对社会做出巨大贡献为由，决定对小林提前释放。外星人利用这一时机，令惊喜的小林昏倒将其带到飞船。
在飞船中，小林证实了自己的猜想。宇宙中不仅存在程度不等的外星文明，就连地球自诞生50多亿年来屡兴屡衰，已经历多次文明。迄今共有四次文明在地球上出现，所以外星人称我们这些人类为“F4”。
在F4这批人类祖先来到地球时，他们已被删除除基本生存技能外的所有记忆；在外星人关注地球时，有各种原因不断有地球人与外星人遭遇相遇，但遵循“绝不干涉地球文明发展”这一宇宙原则，这些地球人离开时均会被删除在飞船中的一切记忆。正如电脑资料也难以彻底删除一样，人类的脑海中会残留对外星人的超能力、超文明的记忆判断。这些片段或以梦境、或以幻想不时出现在人类的思维记忆中，经过口述书传，从而形成了各种各样的宗教文化。
参观结束后，话题回到小林身上。外星人给小林两个选择：一是回到实施犯罪现场的那一刻中止犯罪，从而避免给妻子和儿子带来的巨大痛苦；二是现在回去，也即在医生对小林实施抢救后苏醒过来，出狱后过有名有钱的生活。外星人还特别允许小林可以像黄粱美梦中的吕生一样体验一下两种截然不同的生活。
小林被抢救18分钟后醒过来，出狱后过上了成功人士的生活，又陆续写出极为卖座的剧本，生活似乎一帆风顺，可是因为自己曾经的犯罪经历，儿子不能通过政审通上军校，与心爱的航空航天梦想失之交臂，家庭陷入巨大的矛盾之中。
回过头来，小林再次回到犯罪前的那一刻，小林梦到自己被捕入狱而突然惊醒，巨大的恐惧让他决心停止犯罪。他辛勤工作，努力奋斗，在残酷的商业社会中他平凡而艰辛的生活着。所幸儿子顺利考入军校，毕业后参加中国登月行动并成长为部门的高级管理人员。
体验归来，飞船上的小林必须做出选择。如果规定的时间内没有做出选择就要永远留在外星。10秒钟的倒计时开始了，小林该如何选择？
影片在倒计时的巨响中结束。