发生在1997年岁末的古城 西安，莲湖分局某派出所民警郑少康赴陕南办案后返回西安，途遇车祸，因抢救旅客失血过多而晕倒，随身携带的六四式手枪不翼而飞。西安市公安局八处（刑事侦查处）受命侦破该案件，在风雪严寒的艰难追踪中，线索扑朔迷离、头绪万千。机智的探警们精心侦破了一起又一起枪案，但均不是该案中丢失的枪。同时，这把枪在古城杀出租车司机、杀货运司机和装卸工、杀家具公司老板，连连致死人命。公安干警与一群心狠手毒、狡猾奸诈的凶犯斗智斗法，使得凶犯在随后试图抢劫金融机构、绑架勒索服装厂老板等犯罪活动即将得手的危急状态下，由于防范严密和布置得当而功败垂成。时至1998年3月中旬专案组接到消息，美国总统克林顿即将访华，第一站定在西安，6月25日先遣队就将抵达古城。公安部下死命令，必须在3月底4月初破获枪案。市公安局加大追捕力度，火车站军警大围捕，西安城半夜全城大清查，查线索至宁夏，追踪迹于上海，凶犯终于稳不住阵脚，企图杀掉当时卖枪人以灭口而后远走高飞。探警们废寝忘食，三天三夜，连连出击，捣毁西安老巢。主犯石头率先落网后，抓盗枪案犯马小保于宁夏泾源县，捕主犯黄新于北京，擒首犯董雷、主犯汪强于湖北武汉，赶在4月1日胜利破案。此时离公安部要求仅差了两天，从丢枪起算整整四个月。本剧以纪实手法再现了1997年一起持枪连环杀人案的侦破过程。为了增强此剧的真实性，在剧中扮演刑警的大部分是“12.1枪杀大案”探案组的成员。其中穆文修、李全发、佟晓明、刘刚、张伟、梁伟、刘宏阳等人都是西安公安局八处的具有多年刑侦经验的警察。该片剧情跌荡起伏又环环紧扣，场面真实感人，案发现场、案情分析会、抓捕场面非常逼真，无任何作秀，剧中人物朴实干练，且剧情紧紧围绕主题进行，没有通常警匪片中掺杂的节外生枝、令人讨厌的男女情感剧情。