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。

8月19日，中国香港导演杜琪峰亲口确认了《神探》入围威尼斯主竞赛单元的消息。这也意味着《神探》将与李安的《色·戒》、姜文的《太阳照常升起》一同角逐威尼斯电影节最高荣誉金狮奖。同时，威尼斯电影节组委会也在昨日宣布增补一部非竞赛单元影片和一部地平线单元纪录片。以色列导演阿莫斯·吉泰执导、朱丽叶·比诺什主演的新片《Disengagement》和一部有关已故女高音歌唱家玛丽亚·卡拉斯的纪录片赶上了末班车。 在前日《神探》被曝入围威尼斯电影节后，香港记者于昨日电话连线到导演杜琪峰。据杜琪峰介绍，最初接到的通知是说《神探》是本届威尼斯电影节的“惊喜电影”（即最后时刻确认入选竞赛单元的影片，例如去年贾樟柯的《三峡好人》），“不过，现在确认说是主竞赛单元，我自己都觉得好惊喜！”在开心的同时，杜琪峰也表达了对台前幕后主创人员的谢意：“谢谢台前幕后的工作人员，谢谢韦家辉写了这个剧本，我会和韦家辉、刘青云、安志杰他们一起出席电影节的。”主演刘青云在接受采访时，也表示自己非常开心，希望《神探》能在威尼斯获好评。新增补的非竞赛单元影片、以色列导演阿莫斯·吉泰的新片《Disen－gagement》，以2005年以色列从加沙地带撤军事件为历史背景，法国女影星朱丽叶·比诺什在片中饰演一名以色列裔法国女子，她在战乱中回到了位于约旦河西岸的故乡。该片在威尼斯首映后，还将展映多伦多电影节。