马山（姜文）是西南地区某边陲小镇的一名普通警察，某晚参加妹妹婚宴时因喝得酩酊大醉被人送回家中，次日早晨醒来时，他发现从不离身的配枪不翼而飞。意识到偷枪人可用枪里的三颗子弹杀人时，马山不禁毛骨悚然，当晚所有参加妹妹婚礼的人都成了他的怀疑对象。
　　在对重点嫌疑人，卖“羊肉粉”的刘结巴、送他回家的周小刚、突然出现在周小刚家的旧恋人李小萌（宁静）一番追踪后，马山依旧没能理出任何头绪，而对李小萌的怀疑里，又混杂了极为复杂的感情，此又导致其妻怀疑他移情别恋。正在这时，李小萌在周小刚家被人用枪打死，马山作为嫌疑人被拘禁。经过一番冷静思考，他终于将乱麻捋顺，开始了寻枪之路。

　　三年前，东安俱乐部的会员Mike（袁成杰 饰）在攀岩时意外身亡，设备负责人林小玉因此自杀。该事件闹得满城风雨，悬疑小说作家柳飞云（苏有朋 饰）以此为题材写出新作，但是反响平平。
　　三年后，正处于创作低谷的柳和经纪人李晓峰（胡明 饰）参加了一个豪华旅游团。夜幕降临，他们醒来却发现，车被开到偏远荒芜的山区，车上的人也大多数不知踪影。柳和李以及大书商卓然（杜俊泽 饰）、卓然妻子张惠（吴佩慈 饰）、小说枪手白秀清（史光辉 饰）、建筑设计师段新宇（刘小溪 饰）、画家林泉（林龙麒 饰）及妻子林梅（杨潇 饰）被安排在一幢位于山间的豪华别墅内休息。深更半夜，卓然却突然失踪，一时间人心惶惶，神秘事件接连发生……

　　故事发生在民国初年，月黑风高的夜晚，阴冷萧索，鬼影幢幢。江南某个古老小镇，一个有着悠久历史沉淀的人家，突然传来了凄厉的呼声。次日中午，县座局长带着手下匆匆前来，原来住在商会会长周哲庵家中的远方亲戚的孩子意外死亡，目睹现场的女仆被吓得疯疯癫癫，她一口咬定这个青年是被狐狸精要死。经过现场勘查，青年确系为狐狸咬死，然而现场的种种疑点依旧让人无法匆匆定案。适逢中秋，县长请来当地名流、周哲庵、新任司法部长赵景白、佛门高僧如海法师以及风尘女子吴佩玉。吴佩玉请来名歌女小孔雀献艺，谁想小孔雀竟在席间身亡。狐狸迷案，难辨真凶……
　　本片改编自高罗佩《大唐狄仁杰断案传奇》中的一则故事。