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？

　　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……