1941年，太平洋战争前夕。世界局势动荡不安，新一轮大战一触即发。各国势力汇集魔都上海，暗流涌动，危机四伏。中共通过潜伏在日本高层中的共产党尾崎秀实，得到日军即将发动袭击珍珠港的计划，代号“东风，有雨”。经满铁高官中西正弘（三浦研一 饰）、中共情报人员安明（柳云龙 饰）之手，情报送往重庆，但珍珠港依然遇袭，太平洋战争旋即爆发。
　　在此之后，日方抓获军统情报人员，并得知尾崎秀实和中共的关系。尾崎遇害，中共情报小组的交通员（王宝强 饰）、报务员（刘璇 饰），安明一组渐渐和组织失去联系。这时，一枚藏有日本政府重大秘密的胶卷辗转来到上海。各方势力为此展开新一轮的明争暗斗……

　　在IPSC实战射击赛中，警员庄子维（吴彦祖 饰）打破了赛会纪录，但新纪录很快被香港基金经理关友博（古天乐 饰）改写，后者夺魁。赛后，关友博巧遇蒙面歹徒打劫解款车，解款员被歹徒打死。此时，一个交通警（连凯 饰）路过，被歹徒打伤。为救人，关友博击毙了4名劫匪，并报警。另一歹徒落荒而逃，同时4亿美元债券遭抢。交警获救，护理他的是关有博的女友（蔡卓妍 饰）。因非法持枪伤人，关友博被拘。庄子维审问时发现对方超常冷静。面对检方控诉，关友博沉着应对，结果当庭获释。女上司（李冰冰 饰）接他回家，但他对她的殷勤并不领情。关友博的账户存在资金周转问题，他正想方设法拖延还款时间。庄子维在查案中毫无头绪，于是请教老枪王（方中信 饰），从对话中，他似乎嗅到了关键性的线索……

　　重案组探长文方（黎明 饰）自两月前妻子遇害后，脾气变得暴躁古怪，因对犯人动粗经常被人投诉。一桩妓女被杀案的调查过程中，文方认识了总区重案的高级督察纪少群（任贤齐 饰），并派手下帮他找回了被偷走的手机。妓女被杀案调查与一宗枪火案交织在一起，重案组和调查枪火案的分队联合行动，不料伏击行动遭泄露，双方在茶楼展开激战，文方手下兄弟身受重伤，纪警官也随后赶到，在协助追赶嫌犯途中被嫌犯开枪击中。妓女被杀案嫌犯初步锁定重案组探员高祥安（廖启志 饰），文方因包庇手下被停职。在众多兄弟的协助下，重案组抓到高祥安口中的戴渔帽的嫌犯，嫌犯对杀人案供认不讳。在压送嫌犯过程中嫌犯打个手铐并打伤祥安逃脱，接二两三的事故让文方对警界内部人员产生怀疑，在探员小美（叶璇 饰）的协助下，文方终于找出隐匿于警界之中的“老鬼”……

　　结婚纪念日当天，CIA特工伊芙琳·绍特（安吉丽娜·朱莉 Angelina Jolie 饰）受命审讯一名投案自首的俄罗斯间谍。对方声称自80年代便潜入美国，并且透露有一名间谍大师曾训练数名儿童，将他们培养成间谍送入普通的美国家庭中，伺机刺杀美国总统。令在场所有特工震惊的是，这个俄国人竟指认绍特是这群孩子中的一员。
　　不顾CIA探员们的阻拦，绍特执意返回家中。经过一番惊险追逐，她暂时逃过昔日同伴的追捕。不久，俄罗斯总统访问美国，绍特再次卷入各种阴谋之中，而她的真实身份也变得愈加扑朔迷离……