民国时期，国内最大兵工厂内发生一连串离奇命案，死者皆被所谓“幽灵子弹”所杀——弹头在犯罪现场不翼而飞，此案迅速成为震惊全国的民国第一奇案。警局档案室文职警察松东路（刘青云 饰）虽不擅武力，却心思缜密，被指派调查此案。一心铲除罪恶的热血警探郭追（谢霆锋 饰）因不满警界腐败，决定与他联手追查。不用子弹如何开枪？子弹又如何能在击中人体后消失？两人实验多种子弹，从盐弹到冰弹，却始终未得突破。调查逐渐深入，他们发现背后隐藏着骇人的杀人密室与离奇造弹装置，诡异程度远超想象。