上世纪四十年代的上海滩，一桩神秘的连环杀人案震惊了整个城市。每周，一份报纸上会连载一部匿名投来的惊悚小说《不死鸟》，而令人震惊的是，小说中描述的杀人事件竟然一一成为现实，这使得政府、警界以及黑帮都陷入了极度恐慌之中。各方势力纷纷投入资源追查此案，然而谜团重重，案件如同游戏一般在眼前反复上演。随着调查的深入，一笔来历不明的巨额宝藏、三十年前的家族血案以及一系列身世和身份的谜团被牵扯进来，让整个案件更加扑朔迷离。早年结拜的六兄弟，如今各成气候，他们在上海滩各自为战，却在这一刻被卷入了一场迷案之中。兄弟之间的风云骤起，人人自危，紧张的气氛弥漫在整个城市。刘志文（冯远征饰）和俞笑舟（王同辉饰）是上海警局一组和二组的探长，刘志文还是副局长唐龙生（巫刚饰）的干儿子。两人是亲密的搭档，同时也都喜欢着唐龙生从法国归来的女儿唐梦云（周显欣饰）。然而，他们在整治黑道时得罪了黑道大佬仇阿斌（姚侃饰），仇阿斌一直寻找机会报复他们，向警界施加压力。唐梦云所在的报社刊发了匿名投递的连载侦探小说《不死鸟》，令人不可思议的是，小说中的杀人案件一一成为现实。刘志文在一次遭遇仇家报复后，身心受到了重创，留下了罕见的心理和精神疾病。随后，他被卷入了离奇的连环谋杀案中，分不清是被杀还是杀人，陷入了深深的困扰和煎熬。好友俞笑舟无法确定凶案是否由刘志文的病情引发，他尽力追踪线索，同时也在为刘志文掩护。一段尘封多年的身世之谜被挖掘出来，这让刘志文和俞笑舟震惊不已，他们也陷入了复杂的情感之中。幕后黑手编织了一个强大的网，网罗了所有人，使得他们噤若寒蝉、胆战心惊。唐龙生和俞剑飞这对多年好友，为了保护唐梦云和俞笑舟，一直忍受着仇阿斌的威胁和幕后黑手的挑战。痛苦绝望的唐龙生试图以死来平息这场无端的杀戮，但被俞剑飞拦下。刘志文和俞笑舟在一个重大秘密发现之后变成了仇人，共同的秘密、目标和敌人让两人的关系变得十分微妙。凶杀随着《不死鸟》的进展继续发生，各方疑人纷纷浮出水面，使得原本就复杂的谋杀案变得更加错综复杂。
