1937年在北平，中華民國的公民許一城，借考古為名，勾結日寇木戶有三，從而盜賣傳世國寶則天明堂玉佛頭，最終判決其死刑，并立即執行。隨著城墻前的幾聲槍響，許一城被處決了。
1995年，北京潘家園，一位皮特先生來到許愿的古董店，并且帶了一名隨從，這許愿便是徐一城的后人，隨從向許愿介紹，皮特先生醉心于中華文化，這次出來就是為了尋寶。皮特看中一枚玉扳指，哪知老板說道扳指才五十元，隨從馬上告訴許愿，皮特先生要的是尖兒貨，隨后許愿拿出幾件玉器，并向兩人一一介紹，最終告訴兩人，所有東西加起來要三千英鎊。皮特先生的隨從拿出錢交給許愿后，拿出一個箱子，皮特先生從中拿出一系列工具開始對幾件玉器進行檢驗，并且挨個說出幾件玉器的仿制特點，很明顯就是一名專家，檢驗過程中還將幾件玉器摔個干凈。
在日本東京，細川先生和加奈小姐都出現在研究所六十周年的酒會中，細川聽聞加奈要去往中國，加奈解釋道只是為了完成自己爺爺的愿望，而細川卻說道她是為佛頭的事兒，并提醒她自己可以給她提供幫助，并表達了自己對加奈的愛意，加奈提醒細川別忘了自己是內務大臣的兒子，告誡他像正常男人一樣尊重自己。此時一名女子潛入藏館，準備盜取佛頭，卻被守衛當場殺死了，加奈的隨從提醒加奈，當務之急應該抓緊時間去中國，并且羅局可以幫她找到許家后代，加奈知道，自己只有找到許家的后人，才能完成自己想要做成的事。
許愿在店中正在給自己的父母上香，隨后便自飲自酌，并祝賀著自己生日快樂，剛端起杯子，便進來一位叫方震的男子帶著兩個人，將許愿蒙著眼帶到西山附近，在這里許愿見到了羅局，羅局見到許愿便知道他已經猜出自己到了哪兒。羅局請許愿到這里只想請他幫個忙，在古董行有五脈一說，所謂五脈就是，古董行有人做舊，就有人掌眼，掌眼的人不少，但是能獨樹一幟，流傳至今的不多，長久以來就形成了五條鑒寶源流，他們鑒的就是天下的寶，掌的就是古董行的眼，五股源流匯集一起就被稱作明眼梅花，也叫五脈。
許愿不懂羅局說這些的含義，羅局告訴許愿，他們許家就是五脈之一，他許愿就是五脈白門的唯一血脈傳人。而許愿自己都不知道這些事情，隨后羅局帶著許愿說要給他介紹幾個朋友，在去往的路上，還碰上了一名讓許愿眼前一亮，卻對許愿愛答不理的美女。羅局將許愿帶到一個飯桌前，并向眾人介紹，許愿便是許一平的兒子，接著又向許愿介紹了五脈其他前輩，其中有玄門家長藥來、紅門家長劉一鳴、青門家長沈云琛、黃門家長黃克武，并告訴許愿，劉一鳴現在是五脈的會長，許愿向幾位家長紛紛問好。
剛才碰見的姑娘黃煙煙也在其中，另外還有沈家的公子沈君和藥家的二公子藥不然，許愿發現藥不然便是上午的皮特。幾位老前輩都不承認許愿是五脈中人，黃克武告訴他，他的爺爺許一城是個大漢J，當年將武則天明堂玉佛的頭盜賣給日本人，導致國寶流失在外，他的爺爺將五脈的信譽毀了，并且當年許家因為通敵叛國，已經被逐出五脈。許愿對這些事兒毫不知情，但依舊感激黃克武能將這些事告訴他，隨后便告辭要走。此時羅局攔住許愿，問許愿想不想給他爺爺平反，劉一鳴也說道此事或許有蹊蹺，就看許愿能不能把握機會，沈云琛說道事發當時，許一城從來沒有抵抗，至死也沒有辯解一句，這些種種都很奇怪。
許愿對自己的爺爺不知一丁半點，而羅局今天找他來的目的就是想讓許家重回五脈，黃克武說道讓漢J的后代重回五脈，自己就第一個不同意。羅局說道許家衰敗以后，就由黃家執掌了白門的生意，所以黃老是鐵了心，不打算讓許家重新爬起來了。黃克武表示自己松口可以，要么許一城沒做過這件事，要么許愿就把玉佛的頭拿回來。
許愿當場表示自己沒這個能力，羅局告訴眾人，自己收到東京木戶加奈的一封信，也就是木戶有三的孫女，而木戶有三就是當年佛頭的買家。木戶加奈在心中說明，將則天明堂玉佛頭，歸還給中國，眾人紛紛高興這是天大的喜事，羅局也表示將在一個月以后舉行盛大的佛頭歸還交接儀式，但木戶加奈唯一的要求就是要有許家的后人，參與交接儀式。五脈家長紛紛表示不知木戶加奈是何用意，許愿也表示自己不愿參與這種大事兒，說罷便轉身走了。羅局送走許愿后，交給許愿一份報紙讓他收好，并告訴他有些事需要明天單獨交代，佛頭案也沒那么簡單。
許愿回去后，便在路邊吃起了羊肉串，結果邊上有一群人吵了起來，一個家長領著孩子，不小心弄壞了一家店的里的文物，那是一枚小印章，古董店老板要訛詐那家長一萬元，卻被許愿用一根細線驗出了真假，殊不知遠處的藥不然和黃煙煙都在看著他，發現他果然是扮豬吃老虎。
許愿來到一所學校，他回憶到當年自己的父親許和平被人冤枉拿走了元青花，而另外有一部分學生相信許和平是清白的，最終兩方人大打出手。一名學生伺機拿著一塊磚頭將許和平砸到在地。
加奈小姐抵達中國后，接應她的人就將許愿的資料交給了她，隨后她便去了大使館。劉一鳴陪著羅局釣魚，兩人都已經知道了加奈到達北京的消息，但加奈是私下行動的，劉一鳴猜想她一定有別的目的，所以建議交接儀式有個第二方案。另外一個很重要的原因就是擔心許愿的能力，怕他沒有學好《素鼎錄》上的鑒寶手段，另外劉一鳴說道黃克武由于生意，不愿許家重新振作，擔心許愿和《素鼎錄》已經暴露，四悔齋也不會太平。羅局告訴劉一鳴，自己已經派方震等人前去保護，許愿現在就是個誘餌。
黃克武和藥來也在一起商量著昨天的事兒，黃克武說道昨天讓羅局和劉一鳴擺了自己一道，認為這次是沖自己來的，藥來也分析到他們現在找到機會把許家又拉回了了，但是又想到木戶家如果肯歸還佛頭也算一件好事，但黃克武卻認為這件事有人別有用心。黃克武又說道許和平的事還沒完，現在又冒出一個許愿，藥來本來認為許愿沒學到許家的真才實學，但黃克武卻認為，許家的《素鼎錄》是獨一無二的絕學，許愿應該不會輕易丟下。
羅局又請來了許愿，向許愿講述了佛頭交接的重要性，但許愿始終認為自己沒這能耐，仍然堅持拒絕羅局。羅局給許愿看了一封匿名信，信上說道這次日本人歸還的佛頭是假的，如果按信上所說當年他爺爺給日本人的佛頭是假的，那么許一城就可以輕松的翻案了，但這又與許一城被捕后毫無反抗相悖。羅局分析到這里面有兩種可能，第一佛頭是真的，第二就是背后還隱藏著一個大秘密，并且羅局告訴許愿，他父親的死，也與調查佛頭案有關。
方震等人絲毫不松懈的盯著許愿的四悔齋，這時一名男子東張西望的趁著他們被一輛車擋住視線而進了四悔齋。這名男子看到許愿在熟睡之后便打開保險柜拿走了里面《素鼎錄》。此時許愿已經醒了過來，大喊一聲抓賊，門外方震等人便開始追趕，而最后卻是黃克武的孫女黃煙煙及時趕到將賊抓住的。方震想要帶走從賊身上搜出來的《素鼎錄》，許愿嬉皮笑臉的應付到讓他盡管拿走，這是他自己的手抄本。
隨后方震將這件事報告給了羅局，羅局叮囑他這件事非同小可，讓方震他們務必審問小偷的來歷。方震將小偷帶回去之后，調查出這個小偷叫顧明飛，是順通車行的司機，而這兩天他接待過一個日本客戶，就是木戶加奈。此時加奈正要出門去見羅局，隨從告訴加奈，司機的電話一直沒人接，方震此時來到跟前，將加奈帶到了羅局的辦公室。
羅局將佛頭交接儀式的時間告訴了加奈，加奈告訴羅局，佛頭目前還在東京，這次沒有帶來。加奈補充到，佛頭目前在東亞研究所，所以很多細節都要跟研究所對接，這次跟羅局見面就是要當面確認一些事。隨后羅局將顧明飛的照片給加奈看，加奈也認出了這是她到北京的司機，但是對顧明飛盜竊的事卻不知情。隨后加奈接著說道，佛頭是因許一城老先生而起，自己的爺爺留下遺愿，要向許家后人致歉，并共同完成交接，羅局本想提出換人，但卻被加奈一口拒絕。
羅局打電話找要不然，想請他幫自己一個忙，而此時的許愿卻在收拾東西準備離開北京，一邊收拾還一邊嘮叨著不入鑒古行，遠離五脈怎么就這么難，可是剛打開門，就碰見了藥不然。藥不然想跟許愿賭一把，于是帶他來到自己的私人研究所，里面陳列著各類鑒寶儀器，為了這個賭局，藥不然請來了考古研究所的鄭教授。
鄭教授向兩人介紹規矩，桌子上放著幾件價格不菲的古董，要求兩人只能看，誰選的東西價格高，誰就獲勝。兩人的賭注是，藥不然如果贏了，許愿就要聽藥不然差遣，許愿如果贏了，拿許愿就說什么是什么。本來許愿選了一尊佛頭，而藥不然選了一個官字的茶碗，就在鄭教授宣布佛頭價值五萬，茶碗價值八萬時，許愿根據佛頭頸部切口，向眾人解說這佛頭是坐壇說法宣講佛，鄭教授也承認自己看走眼了，價值最少十五萬。就在藥不然準備認輸時，許愿摔了佛頭，并告訴眾人佛頭是贗品。鄭教授說道這是黃家瑞緗豐的東西，怎么會是假的，此時黃煙煙也在遠處看著這場賭局，黃煙煙身邊的人也質疑著，自家的鋪子怎么會有贗品。
藥不然拽著許愿來到瑞緗豐，找到瑞緗豐的掌柜質問誰賣的假貨，掌柜不承認自己賣過假貨，結果藥不然讓掌柜當場把柜臺上擺著的佛頭拿過來給許愿，許愿告訴掌柜有一種火沁法，就是通過大火燒制，可以將假佛頭看起來有上千年，但是真佛頭摔下去只能四分五裂，假的就跟鋼化玻璃一樣碎成渣了。就在藥不然要將手中的佛頭摔到地上時，黃煙煙趕了過來，黃煙煙親手摔了自家的佛頭，結果跟許愿摔的一樣是假的，看表情黃煙煙自己都不知道自家會賣贗品，最后按照規矩封了鋪。
黃煙煙告訴兩人自己一定會追查到底，隨后藥不然告訴許愿，剛才的賭局自己就是想看一下他的實力，并且已經錄了像，黃煙煙也說道這是讓許家重回五脈戴罪立功的好機會。許愿聽到這一番話，想到還是五脈的事兒，便告訴兩人許家不準備回五脈，就在這時旁邊幾個施工的掉下來一根棍子，許愿及時推開了兩人，自己被砸了一下，許愿告訴兩人自己這就算是戴罪立功了，說罷便轉身走了。
許愿回到家中，方震來到家中，邀請他明天去見一下木戶加奈小姐。晚上黃煙煙來到黃克武的房間，黃煙煙告訴黃克武瑞緗豐的事兒，黃克武告訴她，那件事自己會查清楚，五脈內戰，靶子就是自己的黃家。黃煙煙告訴黃克武，根據她的觀察，許愿已經學會了《素鼎錄》里的鑒寶手法，而黃克武現在擔心的是許愿會把瑞緗豐的事情說出去。就在這時，黃煙煙接到羅局的電話，羅局想讓她和藥不然陪許愿去見木戶加奈。
第二天上午十點，三人相約一起見到了木戶加奈，但許愿一眼就發現，他們見到的并不是加奈小姐，原來八九年七月美國文物考古學雜志刊登了一篇文物包漿量化的論文，作者就是木戶加奈，而論文旁邊也配有她的玉照。說罷真正的加奈推門而出，加奈解釋道自己一直對許家后人好奇，所以才想到如此拙計。正說著北方日報的記者闖了進來，眾人都很費解這是誰的安排，藥不然憤怒的攔住眾人，并摔壞了記者的攝像機。
經過藥不然的質問，才知道記者是藥來和黃克武找來的，藥不然拿走照相機交卷并趕走了這幫記者。加奈表示希望許愿能跟參加佛頭交接儀式，因為自己的爺爺留下遺愿，這件事情背后沒那么簡單，一定要有個了結。但是許愿卻認為眾人是在利用自己，陰陽怪氣的說了一堆抱怨的話，最后木戶加奈詢問許愿，他就沒有懷疑過許一城是被愿望。加奈給許愿看玉佛的照片，是典型的明清時期造佛的特征，所以武則天的明堂里會供奉著上千年后的玉佛頭像，只能說明許一城送到日本的佛頭是贗品。
加奈感嘆道，因為這枚佛頭，許家背負了半個世紀的罵名，但徐老爺子當時為什么這么做，卻沒人知道了，加奈給許愿看了自己爺爺生前的一本筆記，但卻是加過密的，這本筆記只有許家的后人才能解開，許愿拿起筆記本，加奈繼續說道，一個月后佛頭交接儀式，全球各大媒體參加，到時候一旦蓋棺定論，就再也沒人可以為許家翻案了。這時，許愿說道自己手中拿的筆記本用的是不等距位移密碼，民國的時候很常見，但是涉密者會使用秘鑰，如果不知道秘鑰，自己也沒辦法，加奈又給許愿看了當年許一城跟自己爺爺唯一的合影。
五脈和羅局共同開始討論佛頭交接儀式，羅局將現在佛頭可能是贗品的情況通知了大家，并告訴眾人這次交接不僅是文化領域的事兒，更上升到了兩國外交問題。許愿說道自己也有些疑問，佛頭的疑點都是木戶加奈提出來的，但是加奈為什么不先去鑒定佛頭的真假，就決定要歸還佛頭，并且加奈為什么要將這些疑點刻意讓自己一方知道，那封匿名信會不會也跟加奈有關系，相較佛頭真假，木戶加奈更關心佛頭案本身，而且從言辭中，她也堅信許一城當年是被冤枉的。
黃煙煙提出，只要搞清楚木戶筆記，弄清楚當年的佛頭案，佛頭的真假也就清楚了。散會后藥不然本想叫許愿上車，但許愿卻想自己走一走，他一個人又來到了父親任教的學校，卻碰到了藥來，兩人冷嘲熱諷的談論了一番。最后藥來告訴許愿，要想查佛頭案，就要經歷一些事情，也告訴許愿，他和他的父親雖然表面遠離五脈，但其實一直都在盯著五脈，而五脈也從來就不是清凈之地，所以讓他一定要當心身邊的人。
此時加奈的隨從告訴加奈，細川先生打電話說要到中國接替她的工作。加奈早已想到了這一結果，所以認為去天津一刻也不能再等了。羅局打電話給加奈小姐，為了昨天會面時出現的記者而道歉，還順水推舟的詢問了加奈對佛頭的疑問，加奈說道自己已經出手開始調查這些疑問了，羅局本想為加奈提供一些破解筆記密碼的人，但卻被加奈拒絕了。