两名警员到树林查案，结果一名警员王国柱（李国麟）连人带枪失踪，另一名警员高志伟（林家栋）平安而回，失枪却接连牵涉不同的抢劫谋杀案。
重案组督察何家安（安子杰）受命调查此案多月毫无进展，何家安决定找旧上司，已退职的陈桂彬（刘青云）请教。
陈桂彬是破案天才，手上从没破不到的案，多年前因自切一只耳仔给退休的警司，被认定患上精神病而被退职。
陈桂彬跟妻子张美华（林熙蕾）本已过着隐世生活，何家安出现让陈桂彬才能得以发挥，沉睡的心热炽起来，妻子却明了世俗只会当丈夫是疯子。
陈桂彬初次接触高志伟，即认定王国柱已遇害，高志伟就是凶手，但杀人动机则有待调查。何家安奇怪陈桂彬的判断，陈桂彬说出自己有“看”到人内心阴暗面的能力，还有看到人因犯错而“遗失了的人格”。
陈桂彬的办案方法奇特，例如，会重返案发现场扮演凶手和受害者去感受两者的心态，意图找出动机，过程不断的违规犯戒，为何家安带来不少麻烦，最后更不发一言夺走了何家安的配枪。
调查下，陈桂彬终找到当日树林内的真相，就是高志伟因执行任务时失掉了枪，他的“无知”（林雪）在惊慌下盲目地抢王国柱的枪，冲突间他的“凶残”（张兆辉）把王国柱杀掉，他不同层次的“贪婪”便拿着王国柱的配枪抢劫杀人。
正当陈桂彬雀跃地把结果告知何家安时，竟看到了何家安的“软弱”，何家安对陈桂彬的信心已动摇，并转而投高志伟，相信了他的“伪善”。
陈桂彬知道高志伟的“凶残”一定会杀何家安，选择冒性命之危险救高志伟，印证谁是真凶。
幕后制作：
银河映像铁三角再度聚首
“银河映像”是1996年由杜琪峰韦家辉创建的电影制作团队，开创了香港电影的新格局。从剑走偏锋到创作出一系列票房与口碑兼备的影片，在纯正港片渐走下坡路的今天，银河映像成为香港电影业独一无二战斗力旺盛的制作兵团。在银河映像早期的作品中，多是韦家辉编剧，杜琪峰导演，刘青云则是二人钟意的御用演员，三人曾合作过《一个字头的诞生》、《暗花》、《再见阿郎》等经典作品。2003年，在《大块头有大智慧》票房大收并在香港电影金像奖获最佳影片和影帝之后，韦家辉宣布离开银河映像，加盟中国星，杜韦两人正式散伙，杜琪峰独撑银河映像大局。分开发展之后，杜琪峰的影片娱乐元素渐少，并以《黑社会》和《放逐》入围戛纳、威尼斯电影节竞赛单元，而韦家辉的影片则多为贺岁喜剧《喜马拉雅星》等，改走喜剧路线。去年是银河映像成立十周年，在多个纪念活动中，韦家辉、杜琪峰齐齐亮相，似乎暗示了再次合作的可能。而韦家辉在接受记者采访时，更是明确表示：“我们一定会再度合作。”果然，一部韦家辉监制，杜琪峰导演，刘青云主演的《神探》开机，并一路低调拍摄。
《神探》成为威尼斯电影节“惊喜电
《神探》在最后时刻入围第64届威尼斯电影节竞赛片单元，成为“惊喜电影”。
“惊喜电影”是威尼斯电影节于4年前开设的特别环节，就是在评选开始前最后一刻宣布加入一部正式竞赛片，这一名额的竞争甚至比之前公布的22部参赛片更为激烈。不过“惊喜电影”却屡屡成就“惊喜”，开设的第一年的“惊喜电影”给予了韩国导演金基德的《空房间》，最终获得评委会大奖，而贾樟柯的《三峡好人》更是以“惊喜电影”的身份捧回第63届威尼斯电影节金狮奖。
