張寧（夏雨 飾）是一名香港黑拳手，為了向女友孫靜（楊采妮 飾）證明自己，張寧受雇在香港殺人，案發后與女友踏上了逃亡之路。一年后，甘肅警方昔日的“四大名捕”——“豹子”向西（段奕宏 飾）、“藏獒”何建中（倪大紅 飾）、“羊倌兒”楊曉明（吳京 飾）與“牦牛”韓朝東（張立 飾）齊聚戈壁，追捕張寧。與此同時，因張寧偷拍了雇主的照片，并以此作為要求警方不追究孫靜的籌碼，成名已久的國際殺手麥高（吳鎮宇 飾）受命攜師傅的孫女阿諾（余男 飾）不遠千里追索張寧，以毀滅證據。一時間，三方在戈壁為各自生存或使命激烈碰撞，展開了連場激戰……