深夜食堂在上海一條不起眼的小弄堂裡，有一家只在深夜營業的小餐館，老闆是一位50歲左右的大叔（梁家輝飾），他會為每個到訪的食客做一份只屬於他的食物。生活在弄堂裡的鐘伯（馮淬帆飾）和阿龍（張立飾）都是食堂的常客，每當夜幕降臨，這座繁華都市中便有各色孤單靈魂在此相遇。廣告公司的加班三人組便是這般偶然登場，被美食洗去滿身疲勞的同時，也邂逅了更多身懷故事的朋友，夜班計程車司機唐宋（魏晨飾）即是其中之一。唐宋是在接醉酒的音樂人阿信（鄧超飾）時發現了食堂的存在，從此他就會在清晨帶青梅竹馬的思思（張藝上飾）來吃家鄉的蛋餅。但是唐宋渴望安逸的生活，思思卻有夢想要追尋。在機會繁多的大城市中，兩個年輕人的結局會像蛋餅一樣圓滿嗎？ 很多人在深夜食堂相遇、相知，也學會成長。小美（鄭欣宜飾）是一個調香師，她喜歡在食堂訴說自己的喜怒哀樂，尤其是和初戀學長的往事。面對這段遺憾的青春，小美也在食客們的幫助下逐漸釋懷。 “老牌紳士”的鐘伯與菜場的海鮮老闆蓮嬸（金燕玲飾）最終相依為伴。蓮嬸的兒子開源（楊祐寧飾）為人老實憨厚，在食堂偶遇了帶女兒來吃糖藕的單親媽媽明月（劉濤飾），愛慕就此在心中萌芽。而“海漂女孩”小雪（焦俊豔飾）的出現，也讓阿信終於等到了音樂路上的知音。大叔隨著食堂的夜晚一起經歷人來人往，滿足食客們的味蕾，也見證了各式人生。而無論夜多深、路多遠，大叔還會在食堂裡繼續傾聽大家的故事。

深夜食堂中魏晨飾演唐宋，是夜班計程車司機。唐宋是在接醉酒的音樂人阿信時發現了食堂的存在，從此他就會在清晨帶青梅竹馬的女朋友思思來吃老家口味的蛋餅。唐宋希望有一天賺夠了錢，帶著女朋友思思回老家蓋一座房子，過上平淡的生活。