1997年岁末，外出办案的西安沣河派出所民警老张突遇车祸，随身携带的六四式手枪被人窃走。次年四月，美国总统克林顿将访华，第一站就是西安，公安部明令陕西警方三月底前必须破案。西安市公安局八处临危受命，接连破获了一连串枪案，唯独没有12.1枪案的线索。此时，凶犯已用该枪在西安连续作案多起，多人死于非命。抓捕的大网在周边展开，西至宁夏，南到上海、湖北，犹如困兽的凶犯终于乱了阵脚，主犯在逃往北京后被擒获，首犯董雷（王双宝 饰）在武汉伏法。此时，离公安部要求的破案时间提前了两天......
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2006年，南方某县城，女大学生尹露遇害，由于线索的缺失，案件侦破迟迟没有进展。连舟是尹露男友，为寻找真相，不顾所有人反对，毅然搬到了尹露最后出现过的古城，以送煤气罐的工作为掩护，开始了大海捞针似的调查。在此期间，连舟与负责案件侦破的刑警付翔结下了深厚友谊，连舟也从一个年轻莽撞、一意孤行的青年，慢慢成长变得稳重冷静、细思熟虑的成年人。整个调查过程中，一次意外长时间的昏迷后，因牵扯到案件里的人事物的遭遇变化，也不禁令连舟更进一步反思自己的所作所为为自己和他人的人生带来什么样不同的意义。
