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？

90年代，东印度公司首席大班布华泉（郭富城 饰）年仅40岁，已经功成名就，经常出入上流社会。工作上，老板很赏识他的才干。不过在生活上，他却面临两个女人的感情纠结：一个是妻子阿娣（杨采妮 饰），另一个是助理Fion（刘心悠 饰）。然而最令他痛苦的是自己的身世。40年前 ，因为一次海啸，泉妈（何超仪/鲍起静 饰）的船遭遇不测，只领回了一个混血婴孩，那便是阿泉。从此，阿泉跟泉妈出海捕鱼，并与下人的幼女缔结了纯洁的友谊。后者童言无忌，谈到他的身世总是遭遇暴打。两小无猜的他们，最终因为一次意外而分离。阿泉的学习很刻苦，但是却与泉爸的关系很紧张。直到工作后，他才慢慢与父亲和解。身世始终困扰着阿泉，即使在外籍的船上，他也难以获得认同。后来，因为家道中落，泉爸离世，泉带着他们一干兄弟姐妹，如逃难般寻找救济，甚至不惜向刁蛮的船主妥协。最终，他了解到自己被收养的身世，这令他的人生发生了巨大的转变……

封号南拳王的洪拳武术家暴毙于隧道中的自家车上，尸体并没刀伤或枪伤痕迹，初步监定死于重拳，重案组总督察陆玄心（杨采妮 饰）负责调查，对死因感到不解；此时却收到监狱传来消息，犯了误杀罪的服刑犯人夏侯武（甄子丹 饰），主动表示愿意协助警方调查，条件是即时假释。 “先练拳次练腿，后擒拿用兵器，由内而外”，夏侯武断言凶手行凶目的并非寻仇，且会继续犯案。果然，号称北腿王、擒拿王、兵器王的武术界精英相继遇害，均死于各自成名的武功之下。得到夏侯武提供线索，以及现场遗下的仿古暗器“堂前燕”，陆玄心终于发现凶手藏身之所，这时夏侯武却违反假释令突然失踪。 两个武艺超凡的杀人犯同时在逃，他们是敌是友？两雄相遇，一场巅峰对决势所难免。

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……

陈国荣（成龙饰）的所在那一组警察是警队精英，破案无数。阿祖（吴彦祖饰）是总警师的儿子，却勾结了几个高官子弟挑战警方。他们到银行抢劫，警钟敲响警察赶到时，就把阿荣及队员带进了一个早已设计好的空旷仓库里。警员都陷进了匪徒早已设计好的游戏程序里，残忍的被杀害，连阿荣女朋友可颐（杨采妮饰）的弟弟也被无法幸免。阿荣就此被停职，出于内疚也跟可颐分手了。 终日喝得烂醉的阿荣在酒吧遇到了阿锋（谢霆锋饰），阿锋为了使阿荣振作起来，决定假扮警察告诉阿荣自己是上司派来要求得到阿荣协助翻案的新警员。 阿荣又遇到那群狠狠打击他的罪犯，与他们斗志斗勇，在警花莎莎（蔡卓妍饰）的协助下知道匪徒当年的事件被编成了一部游戏，同时也知道了当年为何情报被泄漏的原因。