Detectives are thrust into a chilling hunt for a sadistic serial killer from the past whose return marks the beginning of a new wave of grotesque, otherworldly crimes tied to a cosmic force.

1988年，刑警卫国平（张译 饰）在追捕连环凶杀案的行动中目睹战友牺牲，而凶手却逃跑了，此事成为卫国平的心结。八年后，宁江市发生了骇人听闻的碎尸案，此时卫国平已成长为成熟的刑警队长。他在带领队员调查的过程中相继破获了不少相关案件，但是碎尸案始终充满疑云，并且很多线索与八年前的连环凶杀案有关，这些发现让卫国平振奋但也成为他后来判断案情的阻碍。在案件的推进过程中，聂宝华（赵阳 饰）的犯罪集团也介入其中，最终卫国平在领导和队友的帮助支持下，抓获了八年前的凶手，同时打掉了以聂宝华为首的犯罪集团。

纪录片《国宝迷踪》以公安部督办的四大国家一级文物被盗案件为原型，通过剧情再现与纪实相结合的创新表达手法，揭开稀世国宝的神秘面纱，讲述扑朔迷离的盗宝故事，还原惊天大案的侦破过程，共同见证、守护中华文化根脉。

三澄美琴（石原里美 饰）是在民间法医组织“UDI”工作的女法医，该组织专门接收由于非正常原因导致死亡的遗体，对其进行解剖以求找到案件的真相。和美琴一起工作的，还有法医中堂系（井浦新 饰）、记录员九部六郎（洼田正孝 饰）和检查技师东海林夕子（市川实日子 饰）等人。
中堂系虽然拥有着丰富的临床经验，个性却乖僻古怪，对正义和法律理解不同的美琴和中堂之间，常常产生无法调和的矛盾。其实，中堂有一个无人知晓的秘密，他的女友在一场“意外”中不幸丧生，可种种蛛丝马迹向中堂揭示了，是一名连环杀人犯取走了女友的性命。中堂不畏人言坚定的留在UDI，正是为了找到杀死女友的凶手。