《北洋残案》主要讲述了民国那个时局动荡的时期遗留的数件民间残案，由一起“百尸渡河”引发百年历史的秘密即将被揭开，破案过程更是突破以往常规。本片由不同故事组成，以单元性破案为主环环相扣，玄幻、冒险、悬疑，整体营造神秘而又紧张的故事气氛，剧情烧脑吸引人去一探究竟。

1993年，大批中国商人涌入俄罗斯淘金，其中，有几张与众不同的面孔，他们在倒爷中间探听消息，在黑白两道寻求支援。他们是中国警方派出的一个秘密小组，他们此行的目标是暗中查找震惊中外的中俄K3列车大劫案的情报线索，并将全部在逃涉案嫌疑人抓捕归案。在中国警方小组组长陈尔力的带 领下，小组克服重重的阻碍，经历了九死一生的磨难，在遥远的异国他乡展开了一场曲折惊险的追缉之旅。

左小欣（江一燕饰）是一位小有名气的建筑师，快乐充实而又衣食无忧的生活让她无需拿婚姻当“饭碗”，目睹过感情脆弱的她对男人亦失去了最基本的信任。然而，随着时间的推移，左小欣想要一个孩子了，如何跳过“男人”和“婚姻”得到“孩子”？这成为了左小欣目前正在研究的最大难题。一次偶然中，左小欣结识了名叫查义（郑凯饰）节目主持人，一来二去之中，左小欣的腹中怀上了查义的骨肉，然而对于这一切以及左小欣的“阴谋”，单纯懵懂的查义一无所知。一晃眼一年过去，左小欣将一切的真相告诉了查义，在震惊和愤怒的同时，血浓于水的亲情亦在查义的内心中荡漾开来。

上世纪90年代，刑警钟诚受命追捕悍匪集团“老鹰帮”。这群悍匪犯下惊天连环劫案，训练有素且纪律严明，首领张隼更屡次恶意挑衅，矛头直指钟诚。为将“老鹰帮”捉拿归案，钟诚带领刑警小队咬死不放，誓与恶势力斗争到底。数年间，警匪上演了一次次紧张刺激的较量，悍匪愈加猖獗，警方步步逼近，双方展开殊死对决……

警界风云人物许平秋（常戎 饰）到警校选拔“精英”，余罪（张一山 饰）等人参加第一次集训并通过考核。第二次集训内容为没有身份证，在洋城生存四十天。余罪通过推断找到安嘉璐（孙佳雨 饰），通过反跟踪林宇婧（吴优 饰）找到了其他同学。鼠标（王戈 饰）在一次混乱后"失踪"，余罪“误杀”了绑架鼠标的人。余罪入狱时才知自己被瞒骗，而后与狱友傅国生（张锦程 饰）成为知己。余罪加入特勤并成为卧底后成功接近傅国生等人。傅国生将余罪派到郑潮（杜胤伟 饰）身边。郑潮在余罪不知详情时利用他运毒，余罪在交易时毁坏信号干扰器引起毒贩怀疑并中枪。余罪被焦涛（于笑 饰）所救，他的存活令郑潮感到不安。余罪想利用傅国生郑潮之间的嫌隙除去郑潮。而郑潮欲用警方除去余罪。