1991年，香港黑帮三合会会员刘健明（刘德华）听从老大韩琛（曾志伟）的吩咐，加入警察部队成为黑帮卧底，韩琛许诺刘健明会帮其在七年后晋升为见习督察。1992年，警察训练学校优秀学员陈永仁（梁朝伟）被上级要求深入到三合会做卧底，终极目标是成为韩琛身边的红人。2002年，两人都不负重望，也都身背重压，刘健明渐想成为一个真正的好人，陈永仁则盼着尽快回归警察身份。
重案组从陈永仁手中获悉一批毒品交易情报，锁紧目标人物韩琛，没料情报被刘健明泄出，双方行动均告失败。但此事将双方均有卧底的事实暴露，引发双方高层清除内鬼的决心。命运迥异又相似的刘健明和陈永仁开始在无间道的旅程中接受严峻考验。

身陷囹圄的李问（郭富城 饰）被引渡回港，他原本隶属于一个的跨国假钞制贩组织。该组织曾犯下过多宗恶性案件，而首脑“画家”不仅始终逍遥法外，连真面目都没人知道。为了逼迫李问吐露“画家”真实身份，警方不惜用足以判死刑的假罪证使其就范。就在此时，富有的遗孀阮文（张静初 饰）申请保释李问，而警方提出的条件依然是“画家”的真面目。
原来早在十数年前，李问和阮文是一对画家情侣，无奈女友的作品受人青睐，李问的画作却被贬得一文不值。就在此困顿期间，他制作假画的才能被“画家”（周润发 饰）发掘，进而成为对方美元假币团伙中的一员……

1991年，香港黑帮龙头倪坤被杀，倪氏家族旗下五大头目中除韩琛（曾志伟）外，均伺机背叛发难，不料却被倪家不起眼的第二代倪永孝（吴镇宇）不费一兵一卒牵制，此举引来重案祖督察黄志诚（黄秋生）的戒心，使其派出警校学生陈永仁（余文乐）渗入倪家进行长期的卧底工作，而韩琛为了巩固势力，早在警察内部安插了线人刘建明（陈冠希）。三年后，事业蒸蒸日上的倪永孝为安枕无忧，决意将五大头目一举歼灭，却因疏忽让韩琛成为漏网之鱼。
1997年，大难不死的韩琛重出江湖，为替死去的同事报仇，黄志诚找到他商议合作除掉倪永孝的事宜，不久却发现此举铸成大错，而各自为自己的尴尬身份苦恼的陈永仁和刘建明，则在无间道的路上越行越远。

上世纪90年代，刑警钟诚受命追捕悍匪集团“老鹰帮”。这群悍匪犯下惊天连环劫案，训练有素且纪律严明，首领张隼更屡次恶意挑衅，矛头直指钟诚。为将“老鹰帮”捉拿归案，钟诚带领刑警小队咬死不放，誓与恶势力斗争到底。数年间，警匪上演了一次次紧张刺激的较量，悍匪愈加猖獗，警方步步逼近，双方展开殊死对决。

尼古拉斯•安奇尔（西蒙•佩吉Simon Pegg 饰）在伦敦担任高级巡警，抓贼破案似乎是他最大的乐趣。为此他成为警局中最敬业最能干的警员。但这却招致了警长的妒嫉，可怜的尼古拉斯被调至一个偏僻平静的小镇当警察。
小镇已经几十年没有过恶性犯罪事件。尼古拉斯在那里过得相当郁闷 ，他觉得自己的擒贼本领没有施展空间。更令他烦恼的是，镇里警察局局长儿子丹尼•巴特曼（尼克•弗罗斯特 Nick Frost 饰）也来凑热闹，成为他的搭档。这个新搭档麻烦至极，整天询问大城市的警员经历。正在尼古拉斯烦心于镇里鸡毛蒜皮的事务和身边的苯搭档时，镇里却发生了一桩案件，让尼古拉斯嗅到了大展拳脚的机会，惊心动魄的战役开始了。

刘建明（刘德华）在陈永仁（梁朝伟）被杀10个月后接受警队内部调查，被架空职权，加上家庭的变故，他的精神状态每况愈下，但他坚信局面很快就会扭转。年轻警司杨锦荣（黎明）在同事看来是怪人一个，他正凭着过人的业绩迈向警队最高层。为了搞清楚杨锦荣的真实身份，刘建明开始对其调查。
刘建明渐渐发现韩琛旧日的生意拍档沈澄（陈道明）与杨锦荣有着千丝万缕的关系，为了置杨锦荣于死地，也为了不让自己的身份曝光，渴望做个好人已久的刘建明开始千辛万苦地找寻一个又一个证据，可是他总在最接近真相时功亏一篑。

文森特•汉纳（阿尔•帕西诺 饰）是洛杉矶警局重案组的探长，工作积极投入，打击犯罪毫不手软，因此，家庭生活危机重重，目前的第三次婚姻也面临解体；尼尔•麦考利（罗伯特•德尼罗 饰）是职业匪徒，混迹江湖多年，做事干净利落，而且心狠手辣，不留后患，组织手下成功抢劫运钞车的案子，使他受到了警方的“特别关注”。
一个偶然的机会，尼尔认识了平面设计师伊迪，两人一见钟情，再看到手下都有安定的家庭生活，尼尔也想把握自己的幸福，遂萌生退意。然而，在最后一次抢劫银行的行动中，因为叛徒的出卖，手下一死一伤，本已逃出的尼尔，带着伊迪在去机场的路上，得知了叛徒的消息，他决定替手下报仇，同时也和文森特•汉纳进行最后的较量……