1、工厂忙碌的一天又开始了，每个工人都像往常一样做着自己的份内事。在一个黑暗的角落却上演着一出女子高呼冤枉而后开枪自杀的戏码。大雨滂沱的夜，一辆货车就这么静悄悄地把尸体运出去了。一名男子为了揭开一场命案中的真相而亲自上吊实验。

2、警政司的上级来到监狱视察，上级劝松东路(刘青云 饰)应该阻止冤案发生，而不是仅仅推翻。上级对松东路的能力很欣赏，调派他成为警政官。金局长(吴刚 饰)带领一群人在林里狩猎，并且商量投钱到兵工厂的事宜。一位老板不想投，金局长杀鸡给猴看，逼得老板投钱。

3、郭追(谢霆锋 饰)在花街盯梢。一声惊叫响起，三个警察立马行动。闯入房间时，见一女子被悬挂在天花板上。这时阳台处传来响动，郭追立马追出去，却因在闹市把人跟丢了。郭追顺着痕迹来到歌舞厅，一枪擒获犯人。松东路在火车上和众人谈论着一宗所谓的完美杀人案。

4、杀死自己丈夫的女囚在自首两年后跟松东路坦白。两人交换问题，松东路仿佛是回答女囚的问题也仿佛是跟女囚说，保重。女囚坦露部分心声，却不愿意说过多。松东路认为女囚不过是一个变坏了的好人。松东路抵达天城县警政司，被安排在地下档案室。

5、兵工厂工人们开始用餐时，一女子念道阿嫣留下了幽灵子弹杀人的诅咒。工头对工人小齐恶语相向。工厂里突然响起一声枪声。兵工厂出事，上级派郭追和小五去查看，松东路跟着去了。工头陈七被人杀死了，两人查验后发现子弹消失了，工人念念有词说是阿嫣的幽灵子弹作祟。

6、丁老板认为所谓幽灵子弹根本是扯谎。松东路叙述了自己的推断。丁老板得不到自己想要的结果便离开了。郭追和松东路一拍即合。二人来到大学实验室找李佳检验在尸体旁遗落的头发。小五在工厂盘问众人后，得到了不能用的哑弹都被拿给丁老板的助手王海的消息。

7、松东路一行三人到王海房间搜查，松东路隐约察觉到王海房间不对劲。松东路听郭追介绍了王海的消息，曾经为兵，离开部队后成为了只认钱的杀手。郭追和松东路二人来到花街向小云雀(杨幂 饰)询问幽灵子弹的事。小云雀说出了自己所得到的关于诅咒的消息。

8、幽灵子弹事件起因是丁老板认定阿嫣偷了子弹，用兵工厂老天判案的方法逼死了她，后墙体出现血字。第二天，郭追和松东路到兵工厂用重现场景的方法寻求破案思路，才得知递给阿嫣枪的正是陈七。丁老板一听松东路是调查阿嫣的死，认为被耍了；于是松东路就跟丁老板定下天意裁决的七日之约。

9、三人晚上在兵工厂说着白天的事情，工厂内又传来一阵枪声。三人赶过去时，又一名工人离奇死亡。经过解剖，该工人的尸体同样没有找到子弹。松东路和小五回到案发现场打算亲自扮演被杀者，碰上一个为死者卓哥烧香的工人。

10、松东路和小五到工厂向老杨询问了关于幽灵子弹的事，老杨表示自己行得正站得直。二人又来到郭追的家，郭追正在做消失的子弹实验。松东路从郭追的实验中得到启发，委托李佳再次检验尸体。两个人在李佳检验时聊八卦。

11、松东路收到一封来自女囚的信。女囚在信中说了杀夫的整个案情。不止兵工厂再度出现血字，整个天城都出现了血字，小城人心惶惶。工人们都争相往外逃，声称一日不找出凶手就罢工一日。松东路偷听到了丁老板和金局长的对话。

12、松东路偷听时一个失误差点掉下去，郭追抓住了他。小云雀赶来警政司，说出了自己得到的工友小陶消息。就在郭追松东路去到小陶家里事，小陶一家都被烧死了。三人检验尸体后发现小陶一家是先被杀后才被烧的。通过尸体包裹，松东路推测王海可能是凶手。

13、郭追和松东路听说小云雀的摊子被砸了，郭追神色紧张连忙赶过去，已不见小云雀身影。小云雀被一行人紧追不放。郭追终于追上时小云雀遭人挟持，郭追持枪伺机而发，终于救下小云雀。郭追对小云雀有情却难相守，小云雀的深情让郭追无力招架。

14、二人浓情蜜意，让郭追暂时忘记了近日来的烦恼。松东路终于解开了天意的秘密，小五猜测老杨将是下一个受害者。郭追带人立马赶到现场但还是晚了一步，追犯人时，犯人被开枪打死了。就在小五和丁老板僵持不下时，金局长出面，宣布结案。

15、郭追从金局长的助手一个不经意的动作上发现了戴过戒指的痕迹，采用私刑，又和松东路小五演了一场戏，终于从助手口中套出了小陶的死因。这时出现一大批杀手，毫不给喘息机会，招招取命，意欲夺郭追三人性命。

16、三人经过一场恶战，终于化解了危机，正当大家松口气时，却发现小五中枪，不幸丧命。郭追和松东路痛心疾首。此时金局长的人带一大帮警察来质问郭追害死自己兄弟，郭追从他脚上的墙灰发现是金局长的人做的。

17、为小五等人的葬礼上，郭追松东路二人坚定了继续查案的决心。从老杨的尸体中发现了弹头，松东路终于有了些许思路，认定了王海就是凶手，和所谓的幽灵子弹其实就是骨头做的子弹。王海自导自演了一出戏，让众人以为自己也是受害者。

18、王海正要出逃时，碰见了郭追和松东路。两人狭路相逢，王海被郭追一枪打死。松东路当着众人的面，揭穿了金局长真面目，金局长临死前将工厂中的炸弹引爆，郭追帮助一名女工从工厂中逃生，自己却受了重伤。

19、小云雀得知郭追受伤后几近崩溃，全程守护在手术室门口。郭追最终平安，并且成为新一任警察局长。松东路从女囚的来信中获得启发，再度查看了郭追的寝室，看到了红色小本，得到了自己最不想得知的答案。

20、松东路约郭追在密室见面。就在郭追通过走廊通道时，跟当天一模一样的枪声重现，郭追推开门看到红色小本和子弹，知道松东路明白了一切。来到枪声真正传出的房间便看到了松东路。两人用赌命的方式互相提问，从平静到相互质问。

21、两人不愿意面对的真相却不得不面对。郭追掏出枪背对松东路离开，松东路迟迟没有开枪，郭追微笑，想起自己对小云雀的承诺，开枪自杀。松东路坐上火车离开天成县，想起当初自己离开时女囚说的，写在自己笔记本上的，变坏了的好人。