作為亞洲金融中心的香港被稱作“最安全的城市”，豈料警局接到一通匿名電話，對(duì)方聲稱劫持了警隊(duì)的一輛前線沖鋒車以及車內(nèi)的五名警員和武器裝備。此次事件引起了香港警隊(duì)高層的高度重視，適逢處長(zhǎng)（王敏德 飾）出訪國(guó)外，此時(shí)由鷹派人物行動(dòng)副處長(zhǎng)李文彬（梁家輝 飾）與年輕的管理副處長(zhǎng)劉杰輝（郭富城 飾）一起負(fù)責(zé)這次案件，并將行動(dòng)命名為“寒戰(zhàn)”，李文彬任總指揮。李文彬的兒子（彭于晏 飾）也是人質(zhì)之一，劉杰輝因此對(duì)李文彬父子產(chǎn)生懷疑。與此同時(shí)，匪徒展開(kāi)了進(jìn)一步行動(dòng)：警察被殺、爆炸案頻發(fā)……到底是誰(shuí)在將整個(gè)警隊(duì)玩弄于鼓掌之中？香港真的是“最安全的城市”嗎？