午夜的警隊報案中心接到匿名電話，一輛前線衝鋒車被脅持，車內五位警員及武器裝備竟成為歹徒談判籌碼。衝鋒車內一位被劫持的警員，竟是現任行動副處長李文彬獨子﹝彭于晏飾﹞。 皆為下任處長選舉的兩大熱門鷹派人物：李文彬﹝樑家輝飾﹞與年輕的警長劉傑輝﹝郭富城飾﹞，在處長出國時，開始在此次事件中大施拳腳。李立即指揮營救，並將此次行動代號為「寒戰」。然而歹徒竟對警隊內部瞭如指掌，警隊精英盡出，行動依然無功而返。眾人開始懷疑他的決策，推舉劉傑輝接手整個行動。危急時刻，二虎相爭，劉傑輝毫不示弱，不同與李的激進手法，他選擇主動與歹徒溝通，並答應交予歹徒贖金。整個交收贖金過程中，劉設法令贖金留下線索，以便追查歹徒位置，但事情卻出乎意料，急轉直下，歹徒似乎清楚他們的一舉一動。