短短數日內，三起“微笑殺人案”震動全城。　　調查過程中，青年警探、警局“活寶”王不二(文章飾)語出驚人：這是一起連環謀殺案!遂與搭檔黃非紅(李連杰飾)開始了一段驚悚刺激，同時又狀況不斷的“緝兇”之旅。　　黃非紅在旁邊看似總是烏龍，但其實是真正的功夫高手，每到關鍵時刻，他總能幫助王不二化險為夷。案件偵辦過程中，王不二先是將懷疑對像鎖定為女明星劉金水(劉詩詩飾)，隨著案情的深入，劉金水的嫌疑被逐漸撇清，她的姐姐戴依依(柳巖飾)等人又成了王不二的懷疑對象。　　最后，王不二決定假扮劉金水的男友來引誘兇手現身。與此同時，危險也慢慢向王不二靠近，真相即將大白于天下，王不二與兇手的終極對決，也就此展開。最終，王不二看出破綻，捉獲真兇，不僅還了劉金水清白，更因此收獲了愛情。　　黃飛紅(李連杰飾)是一名將要退休的警員，曾經勇猛的他為了能順利退休，想盡辦法遠離是非和麻煩。　　偏偏事與愿違，上司Angela(陳妍希 飾)將冒失沖動的王不二(文章 飾)分配給黃飛紅做搭檔。第一次搭檔，在非法交易現場埋伏，陰差陽錯放過了嫌疑人，和突然出現的逃犯陳虎(鄒兆龍 飾)大打出手，破壞了原本行動計劃，被上級狠狠訓斥一番。接著，三人接手了棘手 吳京的“微笑離奇殺人事件”，所有死者臉上都帶有詭異的神秘微笑。查案過程中黃飛紅和王不二遭遇各種險情：潛入死者家搜集證據時和保險調查員(吳京 飾)大打出手;懷疑女演員劉金水(劉詩詩 飾)是情殺兇手，在電影拍攝現場抓獲正在拍攝動作戲扮演殺手的劉金水，又懷疑性感的保險銷售戴依依(柳巖 飾)為了巨額保險謀殺受害者。而劉金水和戴依依最終都有不在場證據，兇手卻另有其人......