民國時期，國內(nèi)最大的兵工廠發(fā)生離奇命案,，死者被“幽靈子彈”所殺——犯罪現(xiàn)場找不到彈頭,。一時之間，疑云密布,，人心惶惶,，此案堪稱民國第一奇案。此案交由警局內(nèi)負責管理檔案的政務警察松東路調(diào)查（劉青云 飾）,，擔任文職的松東路既不會拳腳功夫也不懂如何開槍,，卻思想縝密，對破疑難雜 案有獨特方法,。一心為民除害的熱血警探郭追（謝霆鋒 飾）不容于警局貪污腐敗氛圍,，聯(lián)手松東路調(diào)查此離奇命案。
　　如何開槍不用子彈,？如何讓子彈在穿入肉體的時候消失,？松東路和郭追在槍和子彈上做了各種各樣的研究,，包括向豬身體發(fā)射鹽子彈、冰子彈等等,，卻沒有任何滿意的結(jié)果,。隨著案情調(diào)查深入，兩位警探抽絲剝繭地發(fā)現(xiàn)恐怖陰森的殺人密室和離奇的造彈裝置,，其詭異程度讓經(jīng)驗豐富的松東路也瞠目結(jié)舌,。就在“幽靈子彈殺人”真相揭開之際，松東路,、郭追卻接二連三遭人追殺,，警察小五（井柏然 飾）在開槍掩護松東路、郭追逃亡之時慘死,。結(jié)案期限迫在眉睫,，算命姑娘小云雀（楊冪 飾）不經(jīng)意間透露出“幽靈子彈”驚天秘密……