电影改编自围棋传说曹薰铉九段（李秉宪 饰）和自己传授毕生所学的弟子李昌镐九段（刘亚仁 饰）之间展开胜负对决的真实故事。
故事发生在三十年代的上海，顾维邦（杨佑宁 饰）是一位名不见经传的小导演，一次偶然中，他遇见了名为梦思凡（林心如 饰）的女明星，两人一拍即合，决定拍摄一部爱情惊悚电影，顾维邦为其取名为《夜半歌声》。
这是一部反映公安战线基层派出所民警“对党忠诚、服务人民、执法公正、纪律严明”精神风貌，在最普通岗位上书写英雄凯歌的主旋律影片。影片中绝大部分的情节都是根据真实故事改编。
一栋公寓深夜时突然发生火警爆炸，期后发现了一具烧焦女尸属于年轻女生言贞（邓丽欣 饰）。言贞死了，世上还有一位叫林音的女人。二人除了外貌出奇相似，性格、背景却完全没有任何关连，但她们偏偏爱上了同一个男人——卢路（刘以豪 饰）。一切都看似是一场意外，背后却埋藏了一段跨越十多年的爱恨交缠。卢路与言贞是青梅竹马的朋友，十多年前意外把言贞母亲杀死。弥天之罪没被揭发，命运始终迫使两人分开。十多年后，言贞、卢路再次在大城韍里遇上，她发现卢路的现任女友林音，跟自己的样子出奇相似，一场有预谋的谋杀掀起了序幕……言贞被意外烧死后，卢路发现枕边人林音开始变得不寻常，一种既熟悉又陌生的感觉，不时在心中想着她是谁？一宗离奇命案，两段吊诡的命运，揭开了复杂的人性对决与最后救赎……
黄文展“狗头”（任达华 饰）和何家宝“猪女”（徐子珊 饰）是香港CIB（Criminal Intelligence Bureau）的职员。CIB俗称香港警察中的狗仔队，里面人人行动低调样貌平凡，但却对罪犯有极其灵敏的嗅觉。
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