张宁(夏雨 饰)是一名香港黑拳手,为了向女友孙静(杨采妮 饰)证明自己,张宁受雇在香港杀人,案发后与女友踏上了逃亡之路。一年后,甘肃警方昔日的“四大名捕”——“豹子”向西(段奕宏 饰)、“藏獒”何建中(倪大红 饰)、“羊倌儿”杨晓明(吴京 饰)与“牦牛”韩朝东(张立 饰)齐聚戈壁,追捕张宁。与此同时,因张宁偷拍了雇主的照片,并以此作为要求警方不追究孙静的筹码,成名已久的国际杀手麦高(吴镇宇 饰)受命携师傅的孙女阿诺(余男 饰)不远千里追索张宁,以毁灭证据。一时间,三方在戈壁为各自生存或使命激烈碰撞,展开了连场激战……