故事設定在 2008 年中國的西北小鎮，講述刑滿釋放人員二郎（彭于晏 飾）與一隻流浪的黑狗互相救贖、開啟新生的故事。
二郎十年前因為過失殺人而入獄，假釋回家發現父親一直住在破舊的動物園裡，母親也已去世。他的提前歸來也引起胡屠戶的不滿和刁難，因為胡的侄子就是二郎當年致死的受害者。在一次小便時他被一條黑狗咬傷，後來發現那隻狗竟然是當地懸賞一千元要捉拿的流浪惡狗，於是自己一人想要捉到它結果再次被其咬傷不得不去醫院打針。鎮政府為了營造良好的營商環境，決定抓捕當地數量龐大的流浪狗，二郎也加入了打狗隊。在打狗隊工作時他看不慣一些人對待狗的野蠻方式，對狗的遭遇抱有同情心。在一次運輸那隻黑狗到收留中心的夜裡，其駕駛的車被大風颳翻，於是他與黑狗被迫在車裡過了一夜，直到遇到一個路過的歌舞團的幫助，二郎還與女舞蹈員葡萄互生好感。後來他把黑狗帶回自己家裡飼養，漸漸地人狗之間產生了深厚的感情，並花錢向打狗隊求情將它留了下來。在與父親重逢不久，父親就病重住院靠吸管活著。
一次胡屠戶帶人圍堵住了駕駛摩托車的二郎，二郎被他們綁了起來。地震發生後二郎掙脫束縛逃走並去尋找黑狗，並在胡的飼養蛇的基地救了被蛇咬傷的胡屠戶。等到二郎找到那隻黑狗時卻發現它已經受了重傷，將其帶回家後，他發現有隻母狗跟它住在一起。不久黑狗死去，傷心的二郎為其挖坑埋掉。小鎮開始大規模拆遷工作，很多人離開，包括原先打算長久駐紮此地的歌舞團，他也選擇遵照父親的願望為父拔管讓其離開人世。那隻母狗生下黑狗的孩子後，二郎決定騎上摩托車背上小狗離開家鄉外出闖蕩。
