《寒武紀》是一部暗黑懸疑和都市偶像兩大截然不同題材結合的電視劇，這部劇主要講述了一個暗潮洶湧的世界如何用愛來突破重圍，破除黑暗，迎接陽光，打破死局的故事。故事背景主要是以南瞻島為主，一個獨立而又發達的南瞻部島，它的黑暗勢力盤根錯節，生活在島上的每個人背後都有着不為人知的身份，他們亦正亦邪，沒有好壞之分，出了這座島似乎和正常人沒什麼區别。

男主撿子他是秋門詹士禮的養子之一，戴上面具是秋門的神秘殺手臉譜，揭下面具後就化身名為撿子的無害酒吧老闆。男二李永基他是外表正義溫暖的李警官，實則是暗黑勢力的卧底，内心腹黑，他永遠相信黑暗戰勝黑暗。秋門集團詹士禮表面上是儒雅聰明掌管島上經濟命脈的企業家，實則是心狠手辣操控黑暗勢力的老大。

島上每個人都有着另一重身份，他們都在為自己的目的而僞裝着，女主唐印看似與他們格格不入，實際上她是撿子養母的女兒。唐印的冒然闖入迅速将她卷入到黑暗鬥争中，在這個紙醉金迷的南瞻部島，她與黑暗同行，但愛也會帶着她為黑暗世界引入光芒。

唐印偶然的一次闖入，她與警官李永基，秋門集團的繼承人撿子從此陷入一場充斥着金錢、欲望甚至死亡的權力遊戲中。在繁華漸欲迷人眼的南瞻部島上唐印失去了好友沈可可，她的死揭露了所有人不為人知的一面。遊船上的那次搏鬥圍堵，秋門編碼器的失蹤，沈可可的神秘失蹤，大鐘的死亡，神秘殺手臉譜的出現，唐印被作為綁架人質，她的遭遇将她背後的暗黑勢力和隐藏的危險在這一刻完全爆發出來。

唐印與撿子相識在一場搏鬥中，臉譜将她救下就消失得無蹤影，直到一次車内的情迷意亂中他們的關系更加不可收拾，唐印誤會撿子是鴨子，将身上剩下的一點錢拿給撿子，撿子對她說會負責的。後來唐印就住在撿子開的酒吧裡，他們與李永基一起調查沈可可的死亡與背後失蹤的編碼器。

沈可可的死警察懷疑是臉譜殺害的，臉譜的神秘失蹤與出現以及監控視頻中看見臉譜對沈可可的要挾，警方一緻認為臉譜就殺害兇手。後來鎖頭的意外死亡讓李永基覺得蹊跷，他從中得知撿子與鎖頭是兄弟，鎖頭是秋門集團的人，李永基懷疑起撿子，後來唐印被臉譜再次抓住，才打消撿子的嫌疑。

鎖頭假死裝扮成臉譜向唐印索要編碼器的下落，撿子為了救唐印再次以臉譜的身份救她，一場打鬥中唐印為撿子受傷，他為了博取唐印的同情和逃離警方的猜疑不惜打傷自己成為受害者。後來唐印與撿子成為警方的保護對象，以普通人的身份待在唐印身邊，協助李永基去尋找臉譜的下落。

酒後亂性的那一夜唐印誤認為自己懷孕對撿子又打又罵，而撿子一直沉溺在當爸爸的喜悅中，他對唐印愛慕的李永基說“我就要當爸爸了啊，喂，聽說過一個成語叫做"百步穿楊"嗎?”殊不知唐印被檢查出來是食物中毒。烏龍事件過後唐印遇見了詹士禮，他想從唐印身上尋找編碼器的下落，警察得知詹士禮的行蹤準備逮捕他，卻被臉譜帶回了秋門并警告詹士禮不要動唐印，不然不念過往的父子之情。

撿子是秋門詹士禮的養子，他從小就接受嚴酷的訓練，父親隻教他弱肉強食，強者為尊的思想，卻從未給過他一絲的溫情。他替父親做很多見不得光的事，麻木得想逃離秋門，但他的内心是善良的，他把這些任務當作自己對秋門應盡的責任、對父親應盡的義務。撿子曾想着完成所有任務，父親就會給他許諾過自由的生活，殊不知他的想象被無情地擊碎。

鎖頭得知撿子就是臉譜，他認為臉譜殺了自己的女人沈可可，便不念兄弟之情要殺他。鎖頭告訴撿子父親要殺他，他為了權利與财富，甚至可以殺死自己兄弟。一邊是父親，一邊是兄長，撿子不知局面為何變成這樣，深陷痛苦之中。後來李永基被唐印懷疑他濫用職權逮捕詹士禮被進行調查，隻因是為了報複秋門，公報自用。

海邊的一次追殺中，鎖頭遭受兄弟背叛，唐印帶着編碼器去找被綁架的撿子，李永基與秋門的金琳聯合利用鎖頭設的局除掉鎖頭。臉譜的出現救出了唐印，卻被金琳發現開槍殺死了鎖頭。唐印與被麻醉的臉譜乘船逃出，唐印摘下面前得知臉譜就是撿子，那個一直在暗中保護她的神秘少年，原來一直在身邊。

撿子受傷這段時間，唐印一直陪伴着他，撿子的突然離去，唐印滿地找他。唐印雖然罵他卻還是會溫柔地為撿子包紮傷口，撿子說“唐印，謝謝你，總能給我帶來溫暖。”撿子的世界從未享受過溫暖，在秋門裡勝者為王，敗者為寇，父親曾讓他們相互殘殺，隻為像選獵犬一樣選出強者。

鎖頭的死，李永基的不甘心，金琳的詭計，唐印上的編碼器，甚至秋門詹士禮的計劃無疑是一場血腥的戰争。撿子帶唐印回秋門參加鎖頭的葬禮，鎖頭希望撿子放下仇恨，不要到死了留下遺憾和愧疚。金琳一心想要摧毀秋門，她痛恨詹士禮冷血無情，她需要警方的力量不惜極力拉攏說服李永基。

詹士禮與撿子的師傅計劃着将秋門重新洗禮幹淨，撿子被詹士禮以秋門繼承人的身份宣布與明珠訂婚，詹士禮的用心良苦，撿子的不明之意。一場設計撿子的訂婚禮，盡管是詹士禮的任務，撿子不顧場内人的目光拿着戒指走向唐印的身邊說“我不想再等了，唐印，我愛你。”于是抱着唐印親吻着她，帶着她印逃離會場。

李永基看着為愛放棄一切的兩人，雖然他愛唐印卻沒有撿子的擔當，撿子愛唐印卻把她牽扯到紛亂複雜的事情中。自從他戴上臉譜後就成為了詹士禮的工具，失去了自由，他曾發誓"如果唐印有什麼閃失， 我一定讓整個南島的警察給她陪葬。"撿子為了給唐印一個安全幹淨的世界，他決定為了唐印去查明沈可可的死因。

撿子為了唐印的安全決定回秋門讓父親收回唐印身上的編碼器，詹士禮卻要撿子遵從和明珠的聯姻，便可收回編碼器。後來李永基得知唐印身上有編碼器，他綁架了唐印，金琳的出現唐印為了不讓他們得逞便把編碼器吞下。

李永基帶走了唐印，臉譜的出現以一敵十将唐印推出包圍，李永基與金琳的聯合卻遭到警察的突擊，李永基為了自保不惜背叛了金琳，沒有退路的金琳看着女兒安全的在詹士禮手上，她舉起手中的槍向自己的腦袋開了一槍，結束了她野心勃勃的一生。

李永基為了不被警方懷疑便開槍将假籌碼銷毀，并聽信詹士禮的話到金琳家銷毀證據，解除後顧之憂。鎖頭死後，詹士禮的身體越來越差，他為了把幹淨的秋門交到撿子手中一直在強撐着。詹士禮不想撿子知道他是他父親，他知道撿子是恨他的，詹士禮為了撿子從小隐瞞他的身份，一面是護了他周全，一面是讓他與其他養子一樣曆練增加能力。

在詹士禮眼中，他培養的所有人都是給撿子鋪路的，在他有生之年可以給撿子一個幹淨的秋門。撿子為了唐印與自由，他不接受詹士禮為他鋪好的路，詹士禮看着感情用事的撿子，他不惜把唐印扔下了海，李永基為了毀滅秋門，他用假編碼器開始制造大量籌碼，想要借此栽贓秋門。

失去唐印的撿子開始日漸消沉，整日在車裡喝酒，後來撿子再次戴上臉譜面具，成為冷面的殺手，他毀了秋門的賭場拿着槍指向父親，詹士禮看着撿子的成長他布局已久的計劃終于塵埃落定。他把秋門洗白交給了撿子，與管家實施計劃赴死于對方之手，撿子接手秋門後變得成熟穩重，作風淩厲，将李永基的陰謀包庇其中，目的是為了保住秋門。

李永基以唐印的安危來要挾撿子寫出秋門的罪行，唐印被李永基的人抓住，撿子為了唐印的安危答應李永基将新任廳長殺死并寫下秋門的罪行。撿子為了唐印抹殺一切危機，他可以再次戴上臉譜不惜殺人，哪怕她恨他，離開他。曾經唐印的一句"你是好人嗎?"讓撿子為了她不惜與父親對抗，撿子的世界是黑暗的，他不希望唐印來他的世界，他會以幹淨的撿子身份去到她的世界，而不是臉譜的身份。

後來李永基因醉酒駕車撞死沈可可被逮捕，面對重重的罪行他一直清醒地認為：要戰勝黑暗就要更黑暗，這樣黎明才會更快來臨。而撿子的罪行也在劫難逃，他為了保住秋門，不惜将所有罪行扛在身上，撿子被扣押的那一刻唐印不顧世俗的眼光主動的深深吻向撿子，哭着轉身離開的那一幕簡直淚崩了。撿子被警方帶走時車子突然失控，沖出圍欄掉進大海中，唐印喊着撿子的名字卻久久沒有回應，他們離别時的那一吻終究成為了生死離别。