由于清水市社会秩序日益恶化，林荫（张嘉译饰）被任命为新公安局局长。他上任途中亲自抓了几个罪犯，然而其中一个却被大铁军（李梦男饰）所长释放。另外，副局长牛明（赵小锐饰）的表现也让林荫感到不满。一日深夜，万书记（徐敏饰）办公室被盗，这让林荫决定在规定的时间内查明事件真相。随后，在秦志剑（刘均饰）、高翔（于俭饰）等人正义同事的帮助以及市委副书记陈某和支持者市长洪某的协助之下，林荫展开了对幕后的黑手郑光军（谢钢饰）及他的贪腐集团的抗争。“雷霆行动”由此展开，目的是揭开并惩治那些庇护恶行之人。