某一天，李米（周迅饰）的男友方文（邓超饰）突然失蹤，李米也失去了关于他的一切讯息。之后李米开始收到一封封男友的来信，但是她每次找到寄信地址却发现自己永远都晚了一步。男友从她的生活中消失了，却似乎又以一种特殊的方式存在着。这个城市到处都漂浮着他们之间的回忆，李米每天都在路途中不停的寻找，在希望与失望的两极之间挣扎。她把方文的照片夹在杂誌里，给每一个乘客看，期望能够等到一点点线索。而在寻找的过程中，李米终于发现，自己深爱的男友竟然是一个毒贩。

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髮剔光，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计程车司机李米。

《李米的猜想》的剧本素材来源于一则新闻故事：一个女计程车司机被两个穷得走投无路的人绑架，在相处的过程中，两个绑匪被女计程车司机所感动，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。

该片的改名经历了华谊内部的反覆讨论，主创各自不同的坚持让製作团队分成了“遭遇派”和“猜想派”。以製片人王中磊，监製陈国富和邓超为代表的“猜想派”是製作团队中“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》。

导演曹保平在写剧本时，脑子里印象最直接的是王宝强在片中可以扮演一个角色，但是写剧本的过程中曹保平也有过放弃王宝强的想法。后来曹保平跟宝强见了一面，二人聊了关于这个角色的想法，之后就确定王宝强在剧中扮演裘水天一角。

导演曹保平在电影前期开始启动的时候，就直接找周迅，周迅第一时间看完剧本之后也特别喜欢，周迅表示这部电影是小製作，完全是李米这个角色打动了她。所以在周迅饰演的这个角色上没有反覆，是直接确定下来的。

《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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《李米的猜想》上演的仍旧是一出关于等待、关于爱的故事，不过片中的爱浪漫得让人笑中带泪。周迅在这部影片中奉献出了极富投入的激情与诚意，把观众带入了那场“死了都要爱”的情境里，让人生出许多关于城市、关于爱、关于得失的感慨（《文汇报》评）。

导演在镜头的衔接、情节的设计上用了很多心思，故意造成一种前言不搭后语的悬念，然后通过情节内容的不断丰富，将前后串连起来，不到最后，观众都不知道谜底是什幺，这样的手法算得上高明。周迅的表演得到了部分观众的肯定，虽然片中她饰演的李米既粗鲁又憔悴，没有以往周迅那种精灵般的感觉，但在她为爱情崩溃、哭泣和微笑时，依然可以看到她任性的天真（《楚天都市报》评）。

《李米的猜想》用爱情这个永恆被关注的话题给观众讲述了一个题材边缘的故事。导演曹保平运用的明星策略也使得这部文艺片性质的电影获得了更多在大众面前曝光的机会。与以往的文艺片相比，《李米的猜想》使用了更多的明星，在这基础下，曹保平的这部电影获得了不俗的口碑和声望，也让一个题材边缘的故事获得了在主流院线上线的机会。在国内的电影票房市场上，小成本电影只能占据很小的份额，而《李米的猜想》的出现，则为小成本电影提供了一个一线明星嫁接小成本文艺片的成功範例（金鹰娱乐评）。

在《李米的猜想》中，李米给予中年毒贩的那一片止疼药，导致了中年毒贩大裘的死，这一情节的真实性是令人怀疑的，因为用肛门运毒的人在运送前会得到一次提醒：不能服用任何东西。电影最后的情节表明裘水天、裘火贵贩送毒品是由方文操纵的，而方文出于什幺原因贩毒，实在看不出来，这四年里方文究竟发生了什幺，电影没有交待。裘水天、裘火贵因为没有基本的生活权利，无法回到家乡，在他们那里暂且可以说是“毒品大于爱情”，但是方文的爱情，没有金钱就不能存活的理由显然是站不住脚的。出现这种漏洞与破绽的原因是编导胡编滥造、教条化地衍生剧情。从电影背景介绍中得知，电影原来的故事原形取材于真实的新闻事件，给人一种很合理很真实的感觉，但是编导却自作多情地在这个原型新闻的基础上又炮製了一个莫须有的爱情故事。

影片从技术手法来看，承接了一点好莱坞电影的最流行技巧，好莱坞电影《撞车》中那种多头线索交叉递进、合成一线的方式被影片学舌了一回，但外国人运用得很自然的手法，该片的编导用起来以后却给人一种破绽百出的感觉。李米找了男友四年无果，但是在一座立交桥上，所有的人物都在一个特定的时间，剎那间“撞车了”。这里面有两个环，一个是李米的环，另一个是李米男友所在的那个贩毒的环，在四年这幺长的时间里，这两个环在城市里相安无事，但在一秒中内全部爆发了，简直太不可思议了；从戏剧性上看，甚至比《雷雨》来得更不可思议。《李米的猜想》中的所有的交叉点，都在没有固定着陆点的城市街头，在这种情况下要找让有着前因后果关係的一帮人“撞车”是何其渺小的机率。因此，《李米的猜想》中对戏剧性的追求，看似符合艺术规律，实则给人一种“伪”的感觉，带着一种人为楔合的硬伤（光明网评）。