民國時期,全國最大的兵工廠發生了一起離奇命案,死者是被“幽靈子彈”擊斃——現場沒有發現子彈。案件交由派出所負責檔案管理的政警老包(劉青雲 飾)處理。平民老包不會打架,不會射擊,但他很精準。在思維和解決複雜多樣的案件方面有獨特的方法。一心幫助黑幫的熱血警探郭追(謝霆鋒飾)無法忍受警局腐敗腐敗的氛圍,與老包聯手調查這起離奇命案。沒有子彈如何射擊?當子彈進入人體時,如何使它消失?老包和郭追對武器和子彈進行了各種研究,包括射擊鹽球、冰球等。在豬身上,但沒有任何令人滿意的結果。隨著案件調查的深入,兩名警探發現了一個令人毛骨悚然的兇殺室和一個新的炸彈製造裝置。詭異程度,就連經驗豐富的包老也無語了。就在“槍殺鬼”的真相大白之際,老包和郭追一一被抓,警官小武(井柏然飾)為掩護老包和郭追逃跑而開槍慘死。案件大限將至,算命師蕭雲雀(楊冪 飾)無意中揭開了“鬼彈”的驚天秘密,兩人不知這個“驚天秘密”是陷阱還是線索破案,他們卻發誓要拼命!案件真相終於水落石出,郭追和老包卻發現各自的命運被無情地玩弄,只有一個人面臨選擇……