民国年间,因妹妹被杀而消极怠工的巡警大川因民众投诉被警察厅开除,留洋归来的富家小姐万欣和哥哥万一看出大川实力,力邀大川加入萬事务所,三人合作决定彻查焦尸案,以打响万事务所知名度。。1947年上海,圣诞夜。女主人公婉玉(袁泉饰)偶遇男主人公阿川(夏雨饰)。一部《乱世佳人》唤醒了婉玉内心中演员梦的渴望,她自作主张的报名参加了《乌鸦与麻雀》的电影试镜。几经周折,婉玉终于如愿以偿。再次在昆仑影业公司遇见阿川时,婉玉并没有认出阿川,可她对阿川产生了莫名的好感。在慢慢的接触下,两人由相识到相爱。可身处在动荡的社会现实,面对着难以选择的矛盾,两人再一次擦肩而过。
《上海伦巴》最为彭小莲“上海三部曲”中最后一部,仍然延续着前两部《假装没感觉》、《美丽上海》的细腻唯美风格。影片以著名艺术家赵丹和黄宗英当年的纯真爱情故事为蓝本,真实重现了上世纪四十年代中国电影圈的那段佳话。。