《欲念游戏》讲述在2020年，一代叱咤智能科技领域的风云人物郭实（郭涛饰），在经历丧女之痛后决定远离尘嚣，终日与智能机器人相伴。但一次意外的发生，郭实莫名沦为“杀人逃犯”，并一步步落入对方所设的陷阱中。为证清白，郭实重拾“化蝶系统”，与爱徒飞凡（姜潮饰）和机械发烧友萌萌（张子枫饰）联手追查真凶。在探寻真相的过程中，郭实发现妻子宁雪（梅婷饰）和好兄弟老查（范伟饰）与此事有着千丝万缕的联系，但逐渐被视觉致幻的他开始难辨真假虚实，一场有关科技的烧脑战役呼之欲开。
毛不易 周深 徐佳莹 萧敬腾 袁娅维 华晨宇 米西亚 刘柏辛 李佩玲 黄霄雲 曾一鸣 樊凯杰 白举纲 秦凡琪 吉克隽逸 胡夏 太一 耿斯汉 鞠红川 仝卓 高天鹤 蔡程昱 艾热 孔阳 黄子君 韦伟 靳梦佳 王乔 黄婷婷 吉杰 梁田 晏维 周峻纬 郭涛 李莎旻子 陈叶生 李维嘉 何炅 许魏洲 马思唯 彭磊 赵梦 庞宽 Ryo 林俊杰 韦礼安 李宇春
郭涛 李炳怡 陆钧彦
陈道明 巩俐 张慧雯 郭涛 刘佩琦
郭达 郭涛 袁晶 刘莉莉 樊蕊
徐峥 张子枫 王宣予 张颂文 王太利
张子枫 吴磊 郝蕾 祖峰 柳小海
郭富城 段奕宏 张子枫 许玮甯
成龙 张子枫 梁家辉 此沙 文俊辉 周政杰 王紫逸 郎月婷 林秋楠 王振威 李哲坤
姜潮 蒋雪鸣 王厦 杨清 骆佳
莫熙儿 姜潮 田晓天 蓝心妍 安胜浩
赵奕欢 文梦洋 姜潮 立威廉 锦荣
杨烁 沙溢 张大大 姜潮 张馨予 赵一诺 杨朵兰 曹芯蕊 冯瀚圃
武拉拉 徐静蕾 王学兵 安子 梅婷
张家辉 彭于晏 李馨巧 梅婷 李菲儿
章子怡 王传君 易烊千玺 梅婷 赵丽颖 雷佳音 刘润萱 章宇 安娜·柯克 杨幂 康春雷 张羽霖 彭昱畅 尹昉 沈佳妮 陈国庆 张建亚 周野芒 大鹏 李现 徐祥 孙强 范伟
白宇 周雨彤 朱亚文 俞灏明 董勇 倪大红 保剑锋 郝平 蒋恺 尤勇智 张晓晨 刘畅 梅婷 于洋 张帆 吴昊宸 薛佳凝 海一天 赵子琪 尤靖茹 魏千翔 朱嘉琦 任宥纶 牛超 田雷 赫子铭 贾宏伟
张国立 姚晨 窦骁 叶一云 陈赫 贾樟柯 张一白 邬君梅 周冬雨 王千源 范伟 张歆艺 张译
范伟 陈小艺 赵君 张炜迅 吕中
葛优 白百何 李小璐 郑恺 范伟
范伟 宋洋 焦俊艳 陈数 余皑磊
黄渤 孙红雷 黄磊 张艺兴 罗志祥 王迅
黄渤 孙红雷 黄磊 罗志祥 王迅 张艺兴
雷佳音 岳云鹏 王迅 贾乃亮 张艺兴 迪丽热巴 郭京飞 邓伦
周一围 钟汉良 钟楚曦 王迅 王锵
詹姆斯·科兹莫 华金·桑切斯 娜塔莎·阿兰姆 提摩西·吉布斯 托尼·科尔维略
维吉尼亚·加德纳 克里斯蒂娜·马斯特森 塔洛·艾什达 诺玛·索尔迪瓦尔 安德里亚丝·威甘德
阿曼达·比尔斯 托尼·托德 戴夫·谢里登 田川洋行 戴安娜·普林斯
帕特里克·J·亚当斯 特罗伊安·艾夫瑞·贝利萨里奥 克里斯汀·哈格 恩尼斯·埃斯莫 詹妮弗·戴尔
何文辉 萧蔷 谢宁 郄路通
谢琳·伍德蕾 西奥·詹姆斯 艾什莉·贾德 杰·科特尼 雷·史蒂文森
谢拉·麦克康米克 杰克·霍洛维茨 盖尔·克罗纳奥尔 布鲁斯·戴维斯 夏安·巴顿
杰瑞·奥康奈尔 丽贝卡·罗梅恩 雷恩·威尔森 罗莎里奥·道森 内森·菲利安
布兰登·费舍 乔什·哈切森 安妮塔·布瑞姆 塞斯·梅耶斯 简·惠勒
凯南·鲁兹 丹尼尔·麦克弗森 伊莎贝尔·卢卡斯 卢克·福特 瑞切尔·格里菲斯
演员：詹姆斯·科兹莫 华金·桑切斯 娜塔莎·阿兰姆 提摩西·吉布斯 托尼·科尔维略
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演员：维吉尼亚·加德纳 克里斯蒂娜·马斯特森 塔洛·艾什达 诺玛·索尔迪瓦尔 安德里亚丝·威甘德
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演员：阿曼达·比尔斯 托尼·托德 戴夫·谢里登 田川洋行 戴安娜·普林斯
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