《重案实录O记》讲述了重案组组长李山（李修贤饰）为人嫉恶如仇，与得力助手阿德（樊少皇饰）等同事严厉打击犯罪的故事。李山在警局内部树敌不少，最近抓获了武装抢劫团伙何建东（黄秋生饰）的手下，并根据情报布下天罗地网，却仍被何建东逃脱。李山监控何建东妻子的电话，率队前往长洲展开追捕，利用赃款设下陷阱，却引发当地居民抗议，迫于压力不得不收队。最终，李山成功抓获何建东，但团伙二号人物阿诗（叶童饰）侥幸逃脱。重案组迅速审讯何建东及其团伙成员，但这些悍匪拒不交代另一名身份不明的成员，导致重案组被投诉并引来督查室插手。与此同时，埋伏在警队内部的何建东团伙成员与阿诗密谋营救何建东，一场警匪之间的激烈对决即将展开。