抗日战争时期，一队八路军来到了沂蒙山区的堡垒村马牧池，随他们一起前来的还有国际友人捐赠的奶牛。长年生活在大山中的乡民从没见过这种黑白相间、奶量充足的牛，他们备感惊奇。不久，日军船尻部队迫临，八路军紧急撤离，临行前将奶牛托付给乡民喂食。贫穷胆怯的乡民担心奶牛会带来灾难，他们通过抓红豆的方法选出养牛人，小寡妇九儿（闫妮 饰）帮破落户牛二（黄渤 饰）抓阄，最终使牛二成了这倒霉的“幸运儿”。
　　残酷血腥的扫荡过后，乡民们全被杀戮，只要牛二和奶牛成为幸存者。尚未得到喘息之时，另一队日军部队路过此地，并将伤员留在这儿。从这天起，肩负着维护奶牛重任的牛二想尽办法和日军、土匪、江湖郎中等各色人等展开斡旋，而那头倔脾气的伙伴也让他头疼不已