2007年，Dr. James在半岛军火商的支持下研究生化人。然而，实验过程中生化人安德烈基因突变，大开杀戒，杀死了军火商并接管了组织。Dr. James侥幸逃生，寻求警方保护。特工林东（成龙饰）被迫离开生命垂危的女儿西西，接受证人保护任务。十三年后，科幻小说《机器之血》的出版引发了一系列事件。神秘骇客李森（罗志祥饰），即被杀害的军火商之子，以及隐姓埋名的林东，都开始接近一个普通女孩Nancy（欧阳娜娜饰），试图获取她身上的秘密。与此同时，黑衣人组织幕后操控者安德烈再度现身，掳走了Nancy。林东和李森联手冒险解救，关键时刻发现李森竟是军火商之子，且生化人实验记录落入他手中。三方势力的博弈逐渐揭开真相，Nancy的身世之谜也随之浮出水面。