九○年代中國南方一個小城發生了連環殺人案。擔任協警的工廠保安幹部余國偉想趁機破案立功，好讓自己從警察編制外人員正式進入體制。案情膠著，余國偉則越陷越深，而徒弟小劉在調查中意外身亡，讓他的人生慢慢走進低谷，緝兇成了他實現自我的最後希望。新導演董越的首部長片，《烈日灼心》主角段奕宏獨挑大樑，概念深受奉俊昊《殺人回憶》影響，透過犯罪懸疑類型來觀照一個時代的終結，講述一個發生在中國土地上，和每個人的生活與命運都環環相扣的故事。