电影改编自一桩真实的社会新闻事件，发生在中国西南部贵州的山区。如同美国西部片里常常看到的那样，在中国的西部，秩序也绝非天赐之物，丛林法则与匮乏的警力使治安案件常常得不到及时公正的解决。贵州六盘水猴儿关乡六兄弟中的六弟惨遭抢劫杀害，凶手逃离、当地警方也迟迟不见有效的行动，于是其他五兄弟便历时一年零四十八天，骑着摩托车追遍大半个中国，终将亡命凶手擒拿归案。
电影里，五兄弟被简化成一人，即陈建斌饰演的老铁独自上演“千里追凶”，吴秀波扮演凶手。影片以追凶为主线，讲述了老铁踏遍全国各地寻找杀害自己弟弟凶手的故事。影片穿插情感、矛盾、生活等故事内容，展现了一个颇具传奇色彩的人物及其经历，同时折射出一个颇为敏感的社会现实面。