1991年，香港黑幫三合會會員劉健明（劉德華）受老大韓琛（曾志偉）指派加入警隊成為臥底，并獲承諾七年后晉升為見習督察。1992年，警察訓練學校學員陳永仁（梁朝偉）被上級委派滲透三合會，目標成為韓琛身邊親信。至2002年，兩人各在警黑兩界站穩腳跟卻深陷身份困境：劉健明試圖洗白，陳永仁則渴望回歸警察身份。重案組根據陳永仁提供的毒品交易情報鎖定韓琛，卻因劉健明泄密導致行動失敗。雙方由此察覺內鬼存在并展開清除行動，韓琛更借機鏟除異己。陳永仁與劉健明在身份撕裂中展開生死博弈，前者通過心理醫生李心兒（陳慧琳）傳遞情報，后者則操縱警隊勢力反制。最終劉健明槍殺陳永仁后暴露身份，被其他警察擊斃；陳永仁至死未能恢復警籍，兩人皆在無間地獄中走向覆滅。