美国怀俄明州的西部,沉默寡言的农夫恩尼斯(希斯•莱杰饰)和热情开朗的牛仔杰克(杰克•吉伦希尔饰)一道被派到山上牧羊,那里人迹罕至,他们只有与羊群为伴,生活单调无味。一个天寒地冻的夜晚,在酒精与荷尔蒙的作用下,他们做了“不该做的事情”,也就此他们在断背山上度过了人生中最美好的时光。
季节性放牧结束,迫于世俗压力,杰克和恩尼斯不舍地与对方分离并各自结婚生子。恩尼斯迎娶了自幼相识的阿尔玛,并有了两个可爱的女儿;杰克到了德州,在妻子露琳家族的扶植下事业顺利,还有了个儿子。虽然彼此真心相应,他们只能每年定期约会。一边知情的阿尔玛痛苦无比,而他们又无法满足一年只有几天的团聚。这时意外发生……。1939年初,陪都重庆,女大学生赵欣梦在回家途中被相貌、穿着和自己完全一样的日本女特务千代子绑架。千代子是大特务北条荣一名义上的独生女,也是赵欣梦幼时失散的孪生姐姐。千代子偷梁换柱的计划很快败露,获救后的赵欣梦主动请缨冒充千代子潜回北条荣一身边做卧底,以其人之道还制其人之身。赵欣梦在明为国民党军统上尉实为共产党的李汉正帮助下,杀死了北条。千代子在重庆大轰炸中成功逃回上海,决心复仇并夺回自己的身份,却面对了身份与情感的双重幻灭,举枪自尽。面对孪生姐姐的遗容,赵欣梦悲从中来,如果当初被抱走的是自己,那今天的命运就会完全不同。抗战胜利后,赵欣梦和李汉正一起前往苏北解放区加入共产党,组织上却决定让赵欣梦在国民党军统继续潜伏,以发挥更大的能量。。