出租车司机李米（周迅 饰）嘴里一直叨叨着神秘的数字，坐她车的乘客都得回答她一个问题：见过这个男人吗？李米的男友方文已经失踪四年，然而在这四年里又一直不停地给她写信告知近况，找不到恋人的李米把他的照片贴在杂志里让人辨认，每天生活在极大的折磨下。
这天她载了一对从云南来昆明等待交易的毒贩子裘水天（王宝强 饰）和裘火贵，这对毒贩在交易时发现“接头人”莫名其妙坠桥而亡，慌张失措时又遇见回头找钱给他们的李米，仓皇上车的裘火贵企图从李米这里抢回损失的金钱回老家。李米利用时机报警，但随后裘水天拜托李米寻找自己的初恋小香而放走了她。
这边坠桥的“接头人”撞上了马冰（邓超 饰）和菲菲（王柠 饰）的车头身亡，马冰和菲菲不由自主地牵扯到这宗命案里。正好被逮捕裘家兄弟的警察叶倾城（张涵予 饰）和李米发现了方文的踪迹——马冰和方文长得一模一样！只是马冰对于李米的相认十分淡漠，...
幕后花絮：
1：拍戏期间王宝强为练习云南话，一到太阳落山的时候，就自己去菜市场听人说话。
2：邓超表示自己在云南拍摄《李米的猜想》时，因形象问题差点被拒绝出演这部电影。
3：为了拍摄《李米的猜想》，周迅还特意学会了开车 。
4：《李米的猜想》是周迅与邓超首次合作的电影。
5：周迅表示邓超是一个很“纠结”的人，第一次进组的时候，大家陪邓超搭了一场戏，但是直到片子都拍完了，邓超还在琢磨那场戏是不是不够完美。
6：片中有一场戏是周迅从巷子跑出，直接撞在行驶的车上，然后滚落在地。这个镜头有相当大的危险性，但是周迅表示拍摄过程中并未考虑到自己的安全问题，只是想着自己就是李米。
7：由于剧情的需要，也为了突显出毒贩的性格特点，王宝强毅然把自己的头发剔光，力求从外表到内心都贴近角色。
8：周迅在片突破以往的俏丽形象，出演一名为粗鲁又憔悴的出租车司机李米。
创作背景：
《李米的猜想》的剧本素材来源于一则新闻故事：一个女出租车司机被两个穷得走投无路的人绑架，在相处的过程中，两个绑匪被女出租车司机所感动，放弃了杀害她的想法。约定了女司机不报警后，绑匪将女司机放走。女司机劫后余生之时却想到，那两个人没有生计，还是要去绑架别人，可能就会有别人受害，挣扎过后她还是报了警，两个劫匪被抓获。但是女司机心中不安，认为自己违背了诺言。警察劝她这是挽救了那两个人，女司机心中还是放不下这件事，最后她去监狱探望这两个人，慢慢他们成了朋友，两个罪犯因为表现良好而提前出狱。曹保平导演不甘心创作这样一个简单的故事，整个剧本创作过程持续了大约五六个月，而最后完成的剧本已经基本脱离原来简单的新闻故事。
影片改名：
该片的改名经历了华谊内部的反复讨论，主创各自不同的坚持让制作团队分成了“遭遇派”和“猜想派”。以制片人王中磊，监制陈国富和邓超为代表的“猜想派”是制作团队中“跟爱情死磕到底”观点的代表。“猜想派”最大的对立
面是导演曹保平，《李米的遭遇》便是他的原创，电影的名称也一度命名为《李米的遭遇》。最后，电影出品方华谊兄弟正式对外公布，《李米的遭遇》更名为《李米的猜想》。
取景拍摄：
《李米的猜想》全片在云南取景拍摄，导演曹保平表示之所以在云南拍摄，是因为这部电影与贩毒有关，而且影片也是要回到原始的出发点。但是在昆明的拍摄过程并不是一帆风顺，由于现场拍摄环境的限制，加上拍摄期间总是阴天、雨天，迫使导演临场做出了很多的调整。市中心的车戏是在昆明南城拍摄的，剧组把桥封了以后，前后断断续续在那拍了一星期左右。
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