一九三二年上海。法租界巡捕房探长洪泰正与妻子孙晓琳庆祝结婚纪念日。洪泰妻弟孙义在街头抓贼时无意中救下了被日本人追杀的沪江大学化学系助教贺必臣，并得知沪江大学化学实验室发生命案，死了5人，只有贺必臣侥幸逃脱。洪泰闻讯后赶到医院询问案情，发现杀手竟然追杀到了医院。洪泰、孙义与杀手在医院展开了激烈的枪战，并成功把贺必臣带出了医院。洪泰妻发现贺必臣伤势严重，如果不能及时止血会有生命危险，便决定先把贺必臣带回家处理伤口。同时日本人也追至家中，挟持了孙晓琳逼洪泰交出贺必臣。混乱中孙晓琳被日本人杀害了。法国警长因为政治原因，把贺必臣交给了日本人，洪泰大怒中辞了职。洪泰孙义劫了囚车带走贺必臣。洪泰从贺必臣口中得知，一个月前一个叫内田龙一的日本商人送来了一份红砂的土样标本。经过化验分析，这份标本是上好的稀土。日本人为了保守住这个秘密，将实验室中的化验员都杀害了。洪泰找到黑帮“顾家花匠”一同来到内田事务所，却发现那里已经人去楼空。与此同时，内田龙一收买了巡捕房的法国警长，追踪到洪泰女儿兰兰藏身的老田家。

洪泰带人追踪到绑架兰兰的仓库外，设计支开守卫，就在解救下的兰兰向洪泰飞奔时，触发了椅子下的炸弹，洪泰眼看着女儿和仓库一起被吞噬在火海中。一时间丧失了两位亲人，悲痛欲绝。自以为得胜的内田龙一，放心地押送军火启程。洪泰将出卖自己的法国警长挟持出巡捕房，将其结果。为了报仇，洪泰、孙义和贺必臣三人沿着内田龙一和佳美子的踪迹，踏上了漫漫西行的征途。沙漠中，洪泰等人终于发现了内田龙一。洪泰和孙义设计解决掉随行日本浪人，正要举枪杀向内田的时候，沙丘上突现一队人马，为首的正是佳美子和宋家家丁，掩护着驼队，带着内田离开，并安排手下干掉洪泰。洪泰等人逃往沙漠深处，没有了饮水，孙义和贺必臣昏迷不醒。宋家家丁追踪而来，洪泰装死解决了他们，但筋疲力尽，昏倒在沙漠。再次醒来时，发现自己被锁在木箱中，被叫耿驴子的一行人带到了青蚨镇罗家客栈。青蚨镇小兰医馆内，小兰瞳得知洪泰追踪到了大漠，不动声色地将手术刀刺入内田龙一的咽喉。洪泰得到客栈老板娘廖小柠的帮助，逃出了木箱并制服了耿驴子。