《欲念遊戲》講述在2020年，一代叱咤智能科技領域的風雲人物郭實（郭濤飾），在經曆喪女之痛後決定遠離塵囂，終日與智能機器人相伴。但一次意外的發生，郭實莫名淪爲“殺人逃犯”，並一步步落入對方所設的陷阱中。爲證清白，郭實重拾“化蝶系統”，與愛徒飛凡（姜潮飾）和機械發燒友萌萌（張子楓飾）聯手追查真凶。在探尋真相的過程中，郭實發現妻子甯雪（梅婷飾）和好兄弟老查（範偉飾）與此事有著千絲萬縷的聯系，但逐漸被視覺致幻的他開始難辨真假虛實，一場有關科技的燒腦戰役呼之欲開。