上世纪30年代末，古老的中华大地正经受着最为苦难的时刻。外有日寇铁蹄进犯，内有不同派别势力的斗争碾压，战火连绵，生灵涂炭。为了获取重要的情报，共产党方面派出周乙（张嘉译 饰）和顾秋妍（宋佳 饰）假扮夫妻，潜入哈尔滨的警察厅特务科。周乙被任命为特别行动队队长，但他的真实身份一直受到高科长（程煜 饰）的怀疑。
公元2149年，由于过度开发、人口爆炸和过分的污染。地球的生态环境越来越差，整个星球正逐步的走向死亡。虽然科学家们想改变现状进行了大量的努力，可是现状却无法挽回。此时，有科学家提出一个理论，逆转地球的现状已经无法实现，不过可以尝试通过时间旅行回到过去，让现在的精英们回到原来，通过重塑人类的发展进程避免现在这种状况的发生。吉姆（杰森·奥玛拉 Jason O'Mara 饰）一家是第十批进行时光旅行的精英团队，当穿过传送门之时，全新的地球出现在他们面前。植被茂密，动物繁多，一派兴兴向荣的景象，让这群未来的人惊讶不已。可是，在这8500万年前的地球上，却没有想象中的那么平静，各种危机不断出现在开拓者的面前，他们将如何应对，他们能重塑人类的发展历程吗？
