一代詠春拳宗師葉問（甄子丹飾）因患頭頸癌得知時日無多，仍為愛徒李小龍的洋人學生巴奇（葉禾飾）赴美觀看空手道大賽的邀約所動。彼時其子葉正（敖嘉年飾）因赴美讀書需中華總會推薦信，卻遭保守派代表萬宗華（吳樾飾）百般阻撓。在舊金山唐人街，葉問目睹華人武術界因軍校合作案與洋人權貴產生激烈矛盾，而空手道冠軍哥連·費（斯科特·阿金斯飾）更借軍方勢力打壓中華武術。面對傳統與現代、排斥與包容的多重沖突，葉問以詠春拳理化解巴奇對武術認知的偏執，在萬宗華女兒張天志（吳建豪飾）協助下揭露軍方陰謀，并于終極對決中以傷體之軀戰勝哥連·費。影片尾聲，李小龍（陳國坤飾）攜眾弟子以武會友震懾宵小，葉問則在完成使命后于醫院安詳離世。