2007年，科學家詹姆斯博士在半島軍火商資助下進行生化人研究。實驗體安德烈因基因突變失控，屠殺軍火商組織并接管研究項目。詹姆斯僥幸逃生后尋求警方保護，特工林東（成龍飾）被迫中斷陪伴生命垂危的女兒西西，接手證人保護任務。十三年后，科幻小說《機器之血》的出版引發黑衣生化人組織重現。神秘駭客李森（羅志祥飾）——半島軍火商遇害時失蹤的兒子，與隱姓埋名的林東共同接近普通少女南茜（歐陽娜娜飾），試圖獲取其體內隱藏的秘密。安德烈重傷潛伏多年后卷土重來，數次交鋒中成功劫持南茜。為營救人質，林東與李森聯手深入敵后，在對抗過程中揭露李森真實身份及其掌握的生化人實驗記錄，將三方矛盾推向高潮。