纪录片《算命》以残疾的算命者历百程为线索，记录和展示了当下中国社会里底层民众的日常生活和精神状态。影片从历百程祭拜神龛的神灵开始，唐小雁正等待历百程给她算命。历百程认为，唐小雁是半阴半阳的八字，综合起来看就是孤单的命；如果要扭转，得在名字上做做文章。
后来，唐小雁对着摄像机讲起来自己二十多岁时遇到的一个斯文男人，被骗到胡同里的一个民房里被迫发生了性关系。夜里，唐小雁把自己的呼机号留给了这个男人，回到了小西天牌楼里的租住房，她的前男友阿华也住在这里，她希望从阿华身上得到一些安慰。也许正是因为这些经历，让她对克服命中注定的孤单更加上心。
历百程住的地方位于北方的城乡结合部，他的老伴石珍珠因为智力问题常常走丢，历百程只得拄着拐杖到处寻找。这一次走丢，是因为石珍珠在一片荒地上看到两件衣服，于是落在后面去捡了回来。石珍珠听不明白历百程的话，因此只能靠比划手势进行交流，虽然这并不能每次都成功。
石珍珠因为智力问题在之前的家里一直受哥哥嫂嫂虐待。历百程四十多岁的时候遇到她，给了她哥哥一百三十块钱，把她接回来领了结婚证，到影片拍摄的时候已经结婚十四年了。除了弱智，石珍珠身体也不好，需要经常吃药。不过，历百程倒是安于和她相依为命，虽然什么都不会做，但家里有一个女人，感觉总是幸福一些。
历百程的三弟历圣外号小神仙，来燕郊十二年了。一个年轻人过来算命，他有一个难以甩手的女朋友。虽然在煤矿上干活一个月能有六七千，但是女朋友生病，加上自己好赌，因而年年攒不下钱。小神仙建议他去西北干点正活。另外一个年轻人来找小神仙解决婚姻问题，小神仙认为应当通过画婚姻符的方式来解决，画好了之后放在枕头里枕着就行。小伙子有些着急，但历圣告诉她，当天拿不了，需要在马日、也就是后天来画。这次算命，除了卦钱100块之外，画符还需要另外的660元。
历百程依靠算命为生，而找他算命的人则展现了社会百态。在按摩房上班的尤小云认为自己二十六岁以来运气一直不好，希望历百程帮忙算算什么时候能够转运。尤小云年前有件大事要办，她很担心能否顺利。历百程沉默了一会，告诉她年底是“贵人月”，应该能够办下来。她的丈夫在监狱服刑四年多了，尤小云希望通过塞钱找关系让他早点出来，这就是她目前最大的事情。过年前尤小云还能干六十多天，她想尽量地赚到足够的钱。
历百程给唐小雁改名提供了三个选择，唐小雁最终选择了眼下的这个名字。她按照历百程的指导，找了张干净的纸张写上新的名字，放在家里的神像前面，这需要供100天。历百程的改名依据是数理，他提供的备选名字每个名字的最后一个字都是十二画，希望这能够改变唐小雁的孤单命。
除了改名字，唐小雁还试了其他的办法。她收了自己按摩房的小姑娘做干闺女，数给了她四千块钱，并给她改了一个跟自己姓的名字。醉酒之后，唐小雁和自己的姐妹流泪讲起了自己的年轻往事，感叹自己孤单的身世。不过，后来，唐小雁手下的姐妹被抓进了局子并供出她来。拘留十四天后，唐小雁把按摩店盘给别人，不知所踪。
因为政府统一的扫黄打非行动，冬天里，历百程只能带着石珍珠回到青龙县，他说，这股风相当厉害。趁着回老家的这阵子，历百程和石珍珠带了点礼品，去白虎沟看望白珍珠的兄嫂。回到熟悉的环境，石珍珠有些紧张，仿佛想起了在这个家中所受到的委屈。石大哥做了些饭菜，一边吃着一边说起兄妹俩从小的遭遇。八九岁的时候，他们的父母就死了，兄妹俩住在一间半小茅草房里，给别人放羊放到十七八岁。后来，石大哥做点小买卖，生活才慢慢好起来。背着石大哥，历百程带着摄像机去看了看石珍珠之前常住的羊圈，他估计，石珍珠在这里至少挨了十几个冬天。
从白虎沟哥嫂那里回来，历百程来到青龙县的残联，希望能够得到一些救济和补助。不过，这里工作人员坚持让他到乡镇里找找。历百程的老家是青龙镇狮子庙村，在这里他找到了他的驼背大哥。历百程在自己四个兄弟中残疾最早，打小被其他兄弟欺负。爹妈死后，老房子分给大哥，历百程没房没地，一直流浪在外。相比于现在借宿在姐姐的房里，历百程还是愿意回到老宅子住。
过些天是庙会，历百程为此设计了一个纸牌兑奖游戏，他说，如果弄好了，一小时百八十没有问题，比算卦来得快，但是也容易被当做骗局让警察抓走。邻居杨文清老爷子夜里过来找历百程闲扯易经。虽然不干这行，但他看起来洞悉其中的门道，并传授了历百程几句“门光星”的口诀。历百程建议杨文清春天的时候到繁华的地方扯一个幌子，半天就能上两三个客，起码也能够点零花钱。
来年开春，历百程重新回到了燕郊镇。为了走一趟辛集庙会，他操练起多年不用的“马前课”。这是抽贴算命的一种，在江湖上已经不多见了。庙会上，历百程给石珍珠披上“傻活佛”的条幅，给她在自己边上单支了一摊。晚上回到旅店，历百程用“狼多肉少”来形容白天的收获。他自己认定今年财运不通，从辛集临走的时候，兜里只落百十块钱。
