1988年，宁江市先后发生多起残忍杀人案件，受害者均为年轻女性，身受侵犯，而致命的伤口，均为喉咙遭利器切割。凶手乐于在偏僻地区如居民区或矿场等犯罪，特别是在暴雨前夜作案，以掩盖行迹。

　　警局对于这些案件所掌握的信息极为有限，只知凶手可能是左撇子，手法残忍和精湛，并令全城人心惶惶。新来的警员卫国平接手此案，差点因勘查疏漏而误事，幸好得到师兄陈山河的帮忙，但二人均为电机厂出身，须得应对同僚的嘲笑，一度被称之为“保卫科双雄”。

　　一天，卫国平与陈山河回家探望师父。谈话中，师父陈有贵便提到了这起恶性案件，并猜测凶手有可能会瞄准南边的厂区废料场。然而，陈山河并不认为有什么问题，除非当晚下雨。恰巧此时，狂风大作，暴雨倾盆而下。卫国平和陈山河察觉到不妙，迅速套上雨衣出门巡逻，正巧发现凶手正在攻击一名女性。

　　女子的呼救吸引了卫国平的注意，凶手不得不中止犯罪行为逃走。而陈山河紧随其后，一路追踪到了几十米高的铁架处。最终，凶手以割喉手段重伤了陈山河，使其无法起身。当卫国平赶到时，陈山河已经停止呼吸，而凶手从此失踪。

　　时间飞速流逝，到了1996年，距案发已有八年时间。卫国平晋升为刑警三大队长，担当着雷霆办案的工作，并因此获得了“卫无期”的称号。虽然他的手中几乎没有一件案子没能起诉，但他仍旧耿耿于怀那件追查多年的案子。即使在92年以后，凶手再没出现过，但他经常会呆坐在案卷室里，牢记每一起案子，以期能够找到凶手。

　　某天，三队接到消息有一伙广东人即将来到宁江犯案，具体情况尚不得而知。卫国平和副队长刘顺奎带领队员们来到游戏厅进行调查。可老板孟三显得心虚，本想逃之夭夭，但卫国平和队员们却将他捉住，通过审问得知了交易地点。

　　然而，卫国平等人在行动之前并没有向局里汇报，他们擅自决定去与买家碰面，以为可以轻松抓住罪犯。但当卫国平到达饭店包厢时，却发现买家竟是四大队队长宋哲乔伪装的。这场误会导致了双方队伍间的矛盾愈演愈烈。

　　接着，宝华集团董事长聂宝华听到了风声，便私下找来金沙酒吧老板赵刚。虽然表面上是对他进行惩戒，但实际上是要他掏空家底。即使赵刚内心不愿，也得接受聂宝华的安排，但他心里暗暗发誓一定会报复。

　　副局长顾卫东带着卫国平来泡温泉，同时批评卫国平擅自行动的行为。然而卫国平却十分擅长口才，即使是他的师父也束手无策。顾卫东还帮他操心徒弟要尽快找到女朋友解决终身大事。虽然卫国平一直想侦破“八八杀人案”，但他还是不想祸害那些好女孩，于是他打消了结婚的念头。

　　顾卫东劝说卫国平要向前看，无论是生活还是工作都要分清主次，催促他赶紧整理好“八八案”的材料进行移交。但是卫国平却果断拒绝，他死活不肯交出这个案子。这让顾卫东非常生气，最终惩罚卫国平去看守水库。

　　某个晚上，顾卫东依旧去录像厅观看国外先进的侦查技术。同时，一名年轻女孩下班往家走，在小巷里被陌生男子跟踪。尽管她勉强逃脱回到家中，但男子却在窗前出现，露出了那双让人毛骨悚然的凶狠眼睛。

　　卫国平专注地记录着刑侦知识，但忽然房间里的灯泡熄灭，一片黑暗。他不得不起身走出房间，追随着光亮，发现了咖啡厅老板聂小雨正端着长寿面和蜡烛，录音机里传来生日歌。聂小雨原本想借生日之际向卫国平表白，但卫国平却拿着长寿面回到自己的房间，完全忽略了她的爱意。

　　失恋的聂小雨因卫国平嫌弃自己而大发脾气，颇为伤心落泪。而卫国平的心情复杂，他突然回想起八年前救下聂小雨的一幕，此后他也因为凶手未被抓获而无法成家。他深深感到责任，因此不愿面对自己的感情。

　　深夜时分，小雅发现有人在尾随她，并且急忙拦了辆出租车。她观察到身后的男子消失掉在胡同口，终于感到了一丝安心。但是，就在小雅放松警惕之时，一名陌生男子突然冲了出来。直到次日清晨，一袋袋的东西扔进垃圾场。

　　一天中接连发生了两起杀人碎尸案，死者均没有完整的尸体，也都是由高温烤煮过的人体组织的小碎块，被扔进了不同的垃圾桶。因为无法辨别死者身份，法医只能就年龄在20岁到25岁之间进行粗略的推斷。凶手显然是非常有预谋的，是惯犯。

　　由于大量的碎尸没有找到，卫国平向辖区派出所所长包维强打听附近垃圾场的情况。他还派人追查凶手下落，并格外注意当夜的巡警是否留意到可疑人物。顾卫东让三队负责此案，而四队负责翻垃圾寻找线索。卫国平察觉到有一道目光向他投来，但当他转过头去看群众时，发现戴着帽子的黑衣男子已经离开了。

　　一个小时五十分钟前，发现了尸块。省里领导高度重视此案，局长廖连良立刻召开专案会议，邀请省警校刑侦专家吴克参与探讨。吴克专门点名卫国平回答问题，卫国平毫不畏惧，镇定地回应了这起案件的看法和侦查方向。

　　然而，宋哲却持有完全相反的观点，他得到了吴克的默许。局里仅有不到两百人能够动用，宋哲提出要排查来往车辆，至少需要有大量警力，只有很少数的人留给三队。卫国平心中怒火燃烧，特别是听完这些所谓的领导的“精辟发言”，直接表态干脆自己去捡芝麻。他离开会议室，与刘顺奎等人驱车前往垃圾场。

　　当管理员打开垃圾场大门时，卫国平看到了十几座垃圾山，十分惊愕，只靠他们五个人在这些垃圾中寻找尸块是如登天难。幸好陈有贵带来了电机厂的工人帮忙，卫国平非常感激。他提前告诉大家此次寻找有关案件的尸块，如果有人害怕忌讳，可以选择退出。结果，没有一个人想要退缩。

　　随着专案会议的结束，廖连良单独找来顾卫东，反驳了卫国平公开挑战领导的行为，指出这肯定会给省里造成不好的印象。顾卫东知道徒弟的性子，相比于宋哲，他更喜欢卫国平雷厉风行的做事方式，宋哲显得优柔寡断且缺乏自己的主见。

　　卫国平看着大家无序地在垃圾中寻找尸块，新垃圾和旧垃圾混杂在一起，情况进展缓慢。突然间，他灵机一动，就让他们先清理离门口最近的垃圾，然后将其送到早已废弃的印刷厂大院，就可以完全区分好垃圾。果然，有人发现了一个装有大量长头发的包裹，卫国平立刻派人联系技术科进行查验。

　　此时江王庙派出所的消息传来，一名巡警在案件发生当天看到一个可疑男子骑车经过，车上挂着几袋东西和一个桶。由于当时下雨，巡警没有看清该男子的长相，只能提供他的行踪。卫国平带着他的徒弟骑车模拟案件时凶手的行进方向，精准调整路线和方向，终于在一处偏僻的树林发现了可疑物，并在下水道找到了一些线索。

1996年2月26日，卫国平和汤志远在发现尸块七个小时后，通过桶状痕迹找到了排水渠。在这里，他们找到了装有人体器官和高温蒸煮过的女性头颅的编织袋。对于第一次看到这种场景的汤志远来说，他吓得浑身发抖。顾卫东亲自给他披上外套，并安慰他表示，要学会勇敢，要为死者讨回公道。

与此同时，天已经彻底黑了。垃圾转运站里的众人继续寻找可疑的线索。一位电机厂工人小周听到有关警方统计失踪人员名单的报道后，决定向卫国平反映情况。然而，他的行动受到了陈有贵的阻拦。在这个过程中，有人找到了一包肌肉和皮肤组织。技术专家检查后证实，死者在生前遭受了割喉。

卫国平突然想起了八八案凶手，猜测碎尸案与他有关。巧合的是，又有人发现了名酒和螃蟹，这些线索都指向了一个幸福里小区。卫国平通知汤志远尽快了解情况，因为小区的住户都有可能见到凶手。

目前警方已经掌握了三个抛尸地点，分别是四坡路、豆芽桥和江王庙。宋哲结合地点分析凶手所在范围，但问题在于这些地点跨度较大，很难锁定具体位置。吴克为宋哲提供了很多帮助和建议，但是宋哲的表现一般。这让顾卫东非常不满意。

正当关键时刻，垃圾转运站传来了新的线索。宋哲非常激动，且迅速地分析出了凶手的方位。吴克给予他很高的评价，建议尽快缩小侦查范围。顾卫东表示同意，下令所有人集中排查福安里附近。

卫国平在查看失踪人员名单时，注意到了一位名为高秀莲的女性。她是电机厂工会主席，本来已经登记为失踪人口，但没几天就被家属销案了。原因是因为工厂改制，聂宝华经常派人来闹事。厂长为了避免节外生枝，平息此事，便将她的失踪案销掉了。

小周透露，高秀莲对聂宝华等人的态度非常强硬。他还看到虎子曾在高秀莲失踪当晚出现过，骑着一辆凶手同款的摩托车。而在另一方面，赵刚与黑老大们内讧，马仔陈浩瀚忠心护主，举起酒瓶子砸向赵刚脑袋。

在赵刚准备教训陈浩瀚之时，卫国平突然出现，阻止这场闹剧。出乎意料地，他发现陈浩瀚就是陈山河的亲弟弟。卫国平单独盘查赵刚，强迫他交代虎子的下落，并警告他若是偷偷泄露，后果自负。

他们来到美高美舞厅后，凭借敏锐的刑侦能力，迅速找出虎子藏身之所。虎子劫持人质夺路而逃，卫国平等人紧追其后。在一番追逐中，虎子从高处坠落毙命，他们也在天台成功解救绑架案受害人高秀莲。这说明虎子与碎尸案毫无关系。高秀莲送往医院救治，案件转交给所属分局刑警队进行调查。

聂宝华的情妇宝丽收到消息后，第一时间前来找聂宝华，要求救出弟弟虎子。否则，她将会找人干掉卫国平。然而，聂宝华听到这话后立刻变色，他厉声警告宝丽，绝不能碰卫国平。且不论妹妹聂小雨喜欢这个人，只要是没有掌握电机厂的主动权之前，必须要杜绝任何不利因素。

赵刚对上次被啤酒瓶砸自己脑袋的马仔怀恨在心，扬言若抓到他要砍掉他的一只手。为了保住陈浩瀚，卫国平不得不主动联系聂小雨请求帮忙。聂小雨空手夺刃救下陈浩瀚，但陈浩瀚丝毫不领情。他来到警察局对卫国平破口大骂，认为他与哥哥的死有关联。

随着搜索进入尾声，顾卫东再次召开专案会议，各队汇报调查进展。卫国平坚持认为凶手与八八案凶手极有可能为同一人。他大胆设想，凶手借着碎尸为由掩盖自己的割喉手段。但吴克却驳回卫国平的论点，批评他把两案扯上关系，过于牵强。他认为卫国平过于主观，他的推断不能作为采纳的文件。

　　在案件研究会上，卫国平充满自信地发表了自己的推测，他认为这起碎尸案和四年前那起杀人强奸案有关，但却遭到了吴教授的反对。吴教授认为上次的死亡是性侵后抹脖自杀，而这次的碎尸却找不到任何性侵的证据。卫国平并不认同这种想法，他认为现代科技的更新换代越来越快，也许这个歹徒为了掩盖罪行，特意将尸体碎尸焚烧，以掩盖性侵的证据。卫国平情绪激动，语气甚至有点冲，顾卫东马上打断了他，让他暂时移开反省。

　　赵刚原计划向陈浩翰复仇，但被聂保华的妹妹挽救了，于是他向聂保华告状，试图找到机会让陈浩翰吃点苦头。聂保华提醒他不要再招惹和卫国平有关的人，因为这次是赵刚有错在先，是他先冤枉孟老三，导致孟老三手下的陈浩翰出手对付他。还有虎子绑架的事情，也是赵刚怂恿的，聂保华再次提醒赵刚，不要再试图插手手机厂的事情，有任何后果，别怪他没有预警。

　　卫国平得到了一个消息，一个夜总会女孩失踪了，她在夜总会时都被叫作“艾艾”。卫国平前往失踪人员的更衣柜，发现里面有一个日记本，上面画着一朵小红花和一些可爱的小动物漫画。通过这个日记本，他们了解到“艾艾”实际上是一名幼儿园老师。

　　聂小雨驾车将卫国平送至幼儿园，园长称赞了失踪老师艾艾的品德和与人接触的友好态度。持续排查后，卫国平和手下开始查询失踪名单上的所有人。其中一个叫闫春生的人成为了调查重点，因其熟练的屠宰技能和刀具失踪。当他们到达张家庄时，孤零零的小男孩跑来惊慌失措地寻求帮助，引起卫国平的警觉。

　　在闫春生的工作室内，冷酷的场景让人毛骨悚然。卫国平和手下发现一个缺失的刀具并找到了这个小男孩，这个小男孩就是之前受到惊吓的那个。为了完成调查任务，卫国平找了一位女性同事安抚了这个小男孩，终于得悉他曾在拐角处看到一个满身是血的男人。

　　跟随着小男孩指向的地点，卫国平感到非常可疑。他下令包围附近的所有出口。在警方的干扰下，嫌疑人又在同一晚上扔掉了一个绑着尸块的包裹。

　　在对闫春生同事的调查中，卫国平听说他的妻子艾莹总是被丈夫家暴，可能是因为她不能生育并被丈夫嫌弃。然而，卫国平的调查显示艾莹前往医院是流产而不是因为任何其他原因。这引起了卫国平的怀疑。经过精细的调查，他们发现了死去的男尸。

　　卫国平希望能够找到真凶并且胸怀大志，但却接到派出所的电话，通知他闫春生已经被自首，而杀害闫春生的凶手是他自己的妻子——艾莹。艾莹受够了自己丈夫的家暴，最终采取了激烈的行动。

　　聂小雨在派出所门口等待已久，四年前，她曾经被一个对她进行性侵的歹徒折磨得痛不欲生，这一次她多么希望能够一探究竟。然而，当卫国平发现聂小雨眼中充满着遗憾和懊悔时，他摇了摇头。聂小雨灰心丧气地走了。

　　赵刚心知肚明，他和聂宝华的矛盾将来迟早会爆发成一场激烈的战斗。既然如此，倒不如优先出手，先发制人。当宝丽接到弟弟的死讯时，她悲痛欲绝。赵刚搬弄是非，在她心中灌输更深的仇恨，使她发誓要为她儿子的冤死向卫国平报仇。

　　随后，在达成了他的目的后，赵刚下令手下抓住了陈浩瀚。陈原以为这是为了过去的恩怨而来，可赵刚竟然逆转了态度，向他示好，给他一笔钱，并劝他离开孟三，跟自己去干。陈浩瀚贻笑大方，看着赵刚的车离去，身边的兄弟们也对他竖起了大拇指，因为他们找到了更大、更靠谱的靠山。

　　到目前为止，警方已经在福安里线的区域全面搜查，取得的最大收获就是发现了死者的颅骨，但没有发现其他部位的骨骼。因此，凶手很可能会再次抛尸。卫国平记录了有力证据，他在检查失踪名单时，注意到一个名叫余爱芹的女性。

　　虽然谐音很像艾卿，但是刘顺奎认为这个推断太勉强。然而，卫国平拨通了余爱芹的传呼机，在物证箱里听到了铃声，这从根本上证实了他的猜测。于是，第三队立刻开车前往余爱芹就读的医学院。室友们说，余爱芹性格孤僻，家庭条件一般，但却有很多名牌衣服和香水，有可能是私下里认识了有钱男友。

　　与此同时，医学院的老师薛家键看到警察出现非常紧张，回到宿舍疯狂清洗地面，并用完了整瓶消毒液，然后把它扔进附近的垃圾桶。在警察还没有到达这里之前，薛家键把自己裹得严严实实，偷偷摸摸地往排水渠里面投了一个东西。

当卫国平环视学校情况时，他听到清洁阿姨在埋怨有人把吃过的骨头扔在实验室里。这句话引起了他的注意，于是他去查看实验室。果然，他在实验室水槽里找到了一个黑色的塑料袋，里面装着人体骨骼，初步判断为年轻女性的股骨。卫国平立即下令封锁现场，法医也第一时间赶来进行检验。

据学校提供的信息，最后使用该实验室的老师是薛家键，曾经给学生们上过解刨课。正是由于这个原因，薛家键成为了第一嫌疑人。当卫国平找上门时，薛家键反而转身就跑，并且成功摆脱了警方的追捕。然而，学校出口都被严控封锁，薛家键无法离开教学区。

卫国平立即将情况汇报给领导，商讨着抓捕薛家键的计划。但是，宋哲觉得应该先安排学生们撤离，以保障人民群众的生命财产安全为基础。吴克和卫东也赞同宋哲的观点，所以他们决定从家属院开始排查，并且采纳了撤离学生的计划。卫国平查看排污系统图纸时，担心薛家键会从这里逃走，所以三队和四队开始全面搜寻。结果，在附近的多处地方都发现了人体骨骼。

由于警方查案封锁了学校，学生们开始反抗，甚至连陈校长都向局里投诉。最终，警方无奈不得不撤离至保卫科待命。市局领导与校方进行交涉，却始终没能达成一致。卫国平突然从门外进来，建议让警力撤出学校。

在这段时间里，薛家键一直藏身于学校下水管道，直到警察离开才从管道里爬出来。卫国平躲在树林里长时间等待，直到薛家键翻墙而出。薛家键奋力挣脱，反手向卫国平喷洒了乙醚。在乙醚发挥作用晕倒之前，卫国平总算把薛家键制服住，并且给他戴上了手铐。

随后，薛家键被警方带回采集血样，并被关押在讯问室里等待录制口供。卫国平坚信薛家键就是碎尸案和八八案的真凶，迫不及待地换上正装要对薛家键进行审讯。但是，局里下达了新规定，表示凶犯到案以后的审讯工作需要交由预审科主办，所以无论三队或四队都必须协助顾开岩工作。

　　当嫌疑人薛家键被捕后，他一再否认自己是凶手，固执地保持沉默。警方随后前往薛家键住处进行采样，发现卫国平的办案能力令人印象深刻，尤其是在抓捕薛家键时发现了对方的弱点。

　　然而，顾开岩始终强调必须有确凿证据才行，口供并不足够。她认为，薛家键录口供时的心态不稳定，因此存在潜在问题。在这种情况下，刘顺奎向卫国平透露薛家键还有一个女朋友的消息，意外地打破了案件的僵局。

　　卫国平带着刘顺奎等人一起吃饭，大家听到碎尸案发生的场景后都觉得恶心。幸亏刘顺奎作为过来人有着丰富的经验，讲述了许多办案过程，让大家的精神状态得到了缓解。为了安慰自己的妹妹，卫国平买了些煎包，可是他的妹妹却变得冷淡，甚至拒绝与他说话。更加让卫国平受不了的是，他的妹妹发现他与聂小雨还有联系，直接把卫国平赶出家门。

　　在阴差阳错之下，聂小雨得知碎尸案的凶手似乎与八八案有关系。于是她利用自己的关系，找到了莉莉，一起寻找艾卿。最终，她在夜总会发现了一个线索，名叫“爱爱”的女人神秘失踪了。卫国平在她的储物柜里找到了一本日记，上面写着小红花幼儿园，还有一些记录和画图。

　　随后，聂小雨开车带着卫国平去了小红花幼儿园。她们得知，艾莹来自书香门第，性格和善，工作认真负责。不过，幼儿园里的小男孩看到卫国平的样子，却开始大哭不止。他们甚至开玩笑，称他的相貌太过凶残。对此，卫国平感到非常迷茫。

地毯式的调查访问，让卫国平逐渐掌握了艾莹的基本情况，并从居委会得知她丈夫闫春生的信息。原本闫春生是肉联厂的一名工人，然而半年前他突然下岗，据同事们透露，闫春生性格古怪内向，经常和妻子艾莹争吵动手，甚至有一次几乎把对方掐死。

从同事们的描述中，艾莹无法生育成为了婚姻破裂的导火索。而对于闫春生，他负责肉类切割，一晚上就能拆解二十多头猪。如果不是机器化生产，他的手艺肯定不会被辞退。卫国平发现闫春生的工作间少了把刀，附近也经常有小男孩跑来玩，肉联厂的工人们也认为他和这个小男孩的身影极为相似。

这一点引起了卫国平的注意，他突然想起了那个在幼儿园里因为自己而哭泣的小男孩，意识到这件事情绝不简单。果然，汤志远查出艾莹曾经流产，与外界传言不同。派出所的女警官细心地哄好小男孩，最终得知他曾经见过一个浑身是血的男人。

根据小男孩提供的位置，卫国平和其他人围住了艾莹的住处，并通知宋哲封锁附近的出口。刘顺奎看到床板上有血迹，赶紧让卫国平前来研判，但是卫国平发现厨房异常，于是在水缸里发现了一个腐烂发臭的男性尸体。

死者证实是闫春生，嫌疑人艾莹主动投案自首。卫国平忐忑不安地去见艾莹，才发现她是因为家暴受不了，反抗杀害了丈夫。这一切令卫国平的心情变得十分复杂，多日的追查似乎只是白忙一场，因为嫌疑人仍然没有成为碎尸案的真正凶手。

聂小雨满怀期待地站在警局门口，希望看到当年的凶手被绳之以法，没有想到卫国平走出来，却投来歉意的目光。她的期待再次落空，失望和遗憾从她的眼神中一览无余，在穿过卫国平眼中的沉默后，她驾车离去。