《打黑重案组》故事发生在南方市，当地的公安局打黑重案组遭遇到一桩棘手案件。在破案过程中，重案组受到各种各样的阻挠，案件侦破几度中断。但公安局长和乾警们不为困难所阻，不顾自己和家人所遭受的苦痛，坚持调查最终查清案情，一举打掉了南方市的黑恶组织。2006年初秋，滨州市、香港乔氏地产公司驻滨州市项目代表郑天京被人在住所谋杀，他的尸体当晚被埋进了工地垃圾堆中……市公安局长陆啸天(卢奇饰)命刑警支队重案组长刘英来(祝延平饰)率重案组成员姚晃(吴樾饰)、依蔓(李依蔓饰)和飞飞(马丁诺饰)赶到案发现场投入侦查工作。重案组严格对死者死亡时间保密，发现死者与龙心集团董事长张伟及其部属有密切联系。张伟出身黑社会团伙，掌控滨州市黑白两道……同时，被刘英杰逮捕的杀手大脚(李槐龙饰)从服刑地新疆脱逃，潜回滨州市，被老大张伟窝藏起来。大脚仇视刘英杰，打算干掉刘英杰……重案组民警李晓(于龄童饰)和派出所民警联手捉拿大脚，大脚老奸巨滑溜掉。张伟得知大脚出外生事，将他训斥一顿，命他在密室上网，不准外出……
居住在某富人社区的望月夫妇过着令人欣羡的幸福生活。望月幸平（伊藤英明 饰）出身贫寒，不过他的妻子真理亚（木村佳乃 饰）家境优渥。真理亚的父母去世后留下了丰厚的遗产，利用这笔钱幸平经营了一家咖啡店。日常里幸平的衣食起居全由真理亚一人照顾，妻子体贴入微，甚至连望月老家的母亲和姐姐也都关爱有加。可就是这样一位近乎完美的妻子，却因无微不至的关怀而引来幸平越来越多的反感。他与咖啡店主厨北里杏男（相武纱季 饰）陷入不伦之恋，后者则怂恿他杀掉妻子。
东环市 公安局重案队正在庆祝“清网行动”取得重大胜利：将一名负案在逃多年的嫌疑人捕获归案。突然得知发生了惊人血案，一名公安民警被歹徒偷袭致重伤，身上的枪和子弹被抢走。公安局立刻派出重案队全力侦破，上级机关也派刑侦副处长高林前来督导 破案。高林会同重案队长洪顺达及从重案队调走的派出所干警许毅共同组成专案组。这三人是警校同学，生活中又有着千丝万缕的联系。他们克服了生活中相互之间的种种误会，与案犯斗智斗勇，经过大量的侦查，许毅发现案犯孙志军的父亲曾被自己的父亲抓捕入狱，确定这次是其报复 作案。三人及专案组立刻全力对孙进行追捕，通过斗智斗勇的多次较量，终将其围困在 山野间，经激烈枪战，临近退休的 干警老丁则在紧急关头为保护许毅中弹牺牲。最后许毅亲手将孙志军击毙，成功破获此案。
故事发生在美国费城，中心人物是一个凶杀调查组，他们面临的案件不是最近发生的，而是几年前甚至十几年以前的旧案。由于发生的时间久远，加之当事人已经难以寻找，各种犯罪证据几乎已经烟消云散，所以调查起来特别困难。这样的凶杀案，被形象地称为“冷案”(Cold Case)。剧集的主角是“冷案”调查组中惟一的女探员莉莉·拉什，她凭着坚韧的性格，和队友一起寻找至今健在的当事人，抽丝剥茧地让尘年往事重新浮出水面。
