《3D冰封侠》的故事开始于明朝嘉靖末年，锦衣卫高手贺英（甄子丹饰演）奉皇帝之命前往天竺国押运相传可以预知未来的国宝“时空金球”。归来途中，突遇元龙、聂虎和萨獒这三个曾经嗜血为盟的兄弟前来捉拿自己。原来朝廷重臣杜大人一家被人杀害，现场杀人证据一并指向贺英。众人正在争斗当中，地动山摇，巨大雪崩将四人淹没…… 400年后，意外解冻的贺英来到了现代社会，并在万圣节的晚上偶遇醉意朦胧的都市女孩小美（黄圣依饰演）。小美时尚靓丽，表面拜金，但其实心地善良。在小美的帮助下，天资聪慧的贺英很快学会了使用手机、电脑及网络等现代高科技产品，自身也蜕变成现代都市时尚型男。同时，随着在生活中的相处与了解，二人感情也发生了微妙的变化…… 但此时，聂虎、萨獒、元龙三人也相继从冰封中解冻，当年的兄弟如今已反目成仇，三人为了各自的目的不停追捕贺英，一场昔日兄弟间的生死争斗就此展开…… 随着“时空金球”的再次出世，四兄弟与“时空金球”之间的秘密也因此相继揭开，在爱情与忠义之间，贺英最终又会做出怎样的选择呢？