馬?。∕ichael J. Fox 飾）才回到現(xiàn)實(shí)世界與女友團(tuán)聚，布朗博士（Christopher Lloyd 飾）就心急火燎地把他們帶到了30年后的未來世界，原來這一次是馬丁未來的兩個(gè)孩子因參與搶劫鋃鐺入獄，博士要攜馬丁一起阻止悲劇發(fā)生。
　　周旋一番后，兩個(gè)孩子被成功挽救，但三人回到現(xiàn)實(shí)世界后，卻發(fā)現(xiàn)周遭發(fā)生了天翻地覆的變化，世界被貝夫（Thomas F. Wilson飾）所控制，馬丁的父親喬治慘死，母親洛蓮（Lea Thompson 飾）竟然成了貝夫的妻子！
　　這一切都是因?yàn)闀r(shí)光機(jī)器的秘密不慎被未來的老貝夫識(shí)破，他偷偷回去搗鬼，竟因此使得整個(gè)世界都在他的掌握下！馬丁與博士再次踏上時(shí)光穿梭的征途，希望將世界扳回正軌。

作為亞洲金融中心的香港被稱作“最安全的城市”，豈料警局接到一通匿名電話，對(duì)方聲稱劫持了警隊(duì)的一輛前線沖鋒車以及車內(nèi)的五名警員和武器裝備。此次事件引起了香港警隊(duì)高層的高度重視，適逢處長(zhǎng)（王敏德 飾）出訪國(guó)外，此時(shí)由鷹派人物行動(dòng)副處長(zhǎng)李文彬（梁家輝 飾）與年輕的管理副處長(zhǎng)劉杰輝（郭富城 飾）一起負(fù)責(zé)這次案件，并將行動(dòng)命名為“寒戰(zhàn)”，李文彬任總指揮。李文彬的兒子（彭于晏 飾）也是人質(zhì)之一，劉杰輝因此對(duì)李文彬父子產(chǎn)生懷疑。與此同時(shí)，匪徒展開了進(jìn)一步行動(dòng)：警察被殺、爆炸案頻發(fā)……到底是誰在將整個(gè)警隊(duì)玩弄于鼓掌之中？香港真的是“最安全的城市”嗎？