2011年10月5日，两艘中国商船在湄公河金三角水域遭遇袭击，13名中国船员全部遇难，泰国警方从船上搜出90万颗冰毒。消息传回国内，举国震惊。为了查明真相，云南缉毒总队长高刚（张涵予 饰）接受了特殊任务，率领一支骁勇善战的战斗小组进入泰国境内，与潜伏在泰国的情报员方新武（彭于晏 饰）碰头，二人联手深入金三角查案。经过调查，发现案件背后果然有着重重疑点，真正的凶手在嫁祸残害无辜中国船员后，不但逍遥法外，更意图利用毒品制造更大的阴谋……二人决定，不惜一切代价也要拿下真凶，打击毒品犯罪，为无辜国人讨回公道！ 《湄公河行动》的别名有：湄公河大案,湄公河,Operation Mekong。