全片主要讲述青年《西游记》研究学者李天飞与86版《西游记》演员李玲玉前往甘肃张掖市，探寻《西游记》故事源流与传说考证。他们跟随《西游记》小说的线索一路向西，探索张掖地区与《西游记》传说相关的自然、人文遗存，找寻《西游记》小说与现实之间的印证关系。他们踏遍河西大地，考证多处西游记题材壁画，寻访文化传承人，解开了《西游记》小说成书灵感与故事来源之谜。
李玲玉 陈大姝 侯永生 寇占文
阮玲玉 陈燕燕 金焰
胡兵 莫小奇 李玲玉 王双宝 朴努植 赵铭 李浩轩
文卓 范薇 石靖怡 李玲
苗侨伟 岑丽香 周家怡 朱晨丽 梁靖琪 李天翔 胡炯龙 何珮瑜 洪永城 梁诺妍 梁烈唯 张松枝 艾威 谢天华 陈嘉宝 谭旻萱 何嘉莉
谢天华 张松枝 周家怡 苗侨伟 李天翔 艾威 梁诺妍 朱晨丽 梁靖琪 洪永城 岑丽香 何珮瑜 胡烱龙 梁烈唯
刘红斌 杨静
李星忆
罗杰·阿拉姆 马修·莫迪恩 汤米·奈特 费奥纳·肖
芭芭拉·斯坦威克 温戴尔·柯瑞 沃尔特·休斯顿 朱迪丝·安德森 吉尔伯特·罗兰
未知
姚世杰
约翰·特拉沃尔塔 凯瑟琳·温妮克 詹妮弗·艾斯波西多 迈克尔·温斯顿 詹迪·莫拉
赵文卓 王静莹 莫少聪 熊欣欣 周比利 钱嘉乐 刘洵 王志文 鲁亦诗 Louis Roth
郭富城 张曼玉 狄龙 吴倩莲 张兆辉 秦沛 曾江
邓紫衣 雪村 卢映 冯雷
金城武 刘德华 章子怡 宋丹丹 刘腾远
张立辉 胡恩宁 解建锋
竹中直人 余贵美子 根津甚八 椎名桔平 速水典子 岩松了 室田日出男 田口智朗
演员：李星忆
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演员：罗杰·阿拉姆 马修·莫迪恩 汤米·奈特 费奥纳·肖
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演员：芭芭拉·斯坦威克 温戴尔·柯瑞 沃尔特·休斯顿 朱迪丝·安德森 吉尔伯特·罗兰
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