1999年12月31日和2000年臨近，世界安全系統(tǒng)正處于全面崩潰的邊緣。 被稱為2000年恐慌的美國(guó)政府通過在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器上備份最高機(jī)密文件采取了預(yù)防措施。 從美國(guó)財(cái)政部記錄到軍事計(jì)劃，這些驅(qū)動(dòng)器都應(yīng)由中央情報(bào)局、國(guó)家安全局以及總統(tǒng)加以保護(hù)，這些文件的丟失都可能對(duì)美國(guó)國(guó)家安全造成毀滅性的破壞。十年后，一個(gè)小鎮(zhèn)警察（Douglas Rouillard扮演）調(diào)查了一系列謀殺案，發(fā)現(xiàn)這些被害者都是從某監(jiān)獄放出來的當(dāng)年被囚禁的士兵，并迅速得知這起謀殺案背后，是美國(guó)政府將這幾個(gè)參與國(guó)家機(jī)密文件存儲(chǔ)的士兵關(guān)押并殺害的陰謀。接著，其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)器丟失。問題是，誰拿走了，為什么？ 隨著死亡人數(shù)的增加，他求助于他的兄弟，發(fā)現(xiàn)真實(shí)并揭露真相。

作為亞洲金融中心的香港被稱作“最安全的城市”，豈料警局接到一通匿名電話，對(duì)方聲稱劫持了警隊(duì)的一輛前線沖鋒車以及車內(nèi)的五名警員和武器裝備。此次事件引起了香港警隊(duì)高層的高度重視，適逢處長(zhǎng)（王敏德 飾）出訪國(guó)外，此時(shí)由鷹派人物行動(dòng)副處長(zhǎng)李文彬（梁家輝 飾）與年輕的管理副處長(zhǎng)劉杰輝（郭富城 飾）一起負(fù)責(zé)這次案件，并將行動(dòng)命名為“寒戰(zhàn)”，李文彬任總指揮。李文彬的兒子（彭于晏 飾）也是人質(zhì)之一，劉杰輝因此對(duì)李文彬父子產(chǎn)生懷疑。與此同時(shí)，匪徒展開了進(jìn)一步行動(dòng)：警察被殺、爆炸案頻發(fā)……到底是誰在將整個(gè)警隊(duì)玩弄于鼓掌之中？香港真的是“最安全的城市”嗎？