冲锋车案件主谋李家俊（彭于晏 饰）设计逃脱警方控制，与幕后黑手汇合，联手策划更大阴谋。而现警务处长刘杰辉（郭富城 饰），前警务副处长李文彬（梁家辉 饰），和资深大律师简奥伟（周润发 饰）被卷入其中，香港将面临更加大的危机……

作为亚洲金融中心的香港被称作“最安全的城市”，岂料警局接到一通匿名电话，对方声称劫持了警队的一辆前线冲锋车以及车内的五名警员和武器装备。此次事件引起了香港警队高层的高度重视，适逢处长（王敏德 饰）出访国外，此时由鹰派人物行动副处长李文彬（梁家辉 饰）与年轻的管理副处长刘杰辉（郭富城 饰）一起负责这次案件，并将行动命名为“寒战”，李文彬任总指挥。李文彬的儿子（彭于晏 饰）也是人质之一，刘杰辉因此对李文彬父子产生怀疑。与此同时，匪徒展开了进一步行动：警察被杀、爆炸案频发……到底是谁在将整个警队玩弄于鼓掌之中？香港真的是“最安全的城市”吗？

春节假期的夜晚，市中心的酒吧一条街繁华喧嚣，香港电影明星吾先生（刘德华 饰）走出酒吧就被冒充警察的张华（王千源 饰）一伙人持枪绑架到一个与世隔绝的郊外小院里。吾先生意外发现绑匪还绑架了另外一个人质小窦（蔡鹭 饰）经过与张华的一番谈判，吾先生将小窦从死亡线拉回。两人开始了争取生机并相依为命的惊险20小时。
接到报案的警方迅速组织最强警力，刑警队长刑峰（刘烨 饰）和曹刚（吴若甫 饰）联手展开侦破工作。但狡猾狂妄的绑匪张华有很强的反侦察能力，对同伙和人质也都不讲规矩，单独出门与吾先生的好友（林雪 饰）交收赎款。但是他在取得赎金之际交代同伙到晚上九点，无论能不能拿到赎金都要将人质杀害。
经过几番侦查和对抗，警方掌握了张华的行踪，邢峰和曹刚精准配合，在极度危险的情况下将张华抓获。此事离绑匪约定好的撕票时间还剩下两个小时。深夜九点即将到来，邢峰和曹刚再次联手与垂死挣扎的张华展开心里较量，并在最后时刻找到突破口，但张华的同伙却打算提早撕票……
影片改编自2004年的“吴若甫绑架案”。

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。