刑警劉鴻濤(趙崢 飾)是個破案高手，同事們把他的名字顛倒過來，昵稱“神探紅桃六”，不料由此讓劉鴻濤陷入麻煩。最近幾個犯罪現場都發現了一張紅桃六的撲克牌，為查明真相，劉鴻濤順藤摸瓜，查到犯罪團伙聯絡人馬燕。不料馬燕卻突然死亡，線索中斷，劉鴻濤從此墜入層層迷案之中。經過努力，劉鴻濤查到殺害馬燕的兇手，不料此人竟是自己過世戰友妹妹的男朋友——李曉軍。在劉洪濤的多方調查的證據面前，李曉軍交代了一個代號“紅桃六”的幕后黑手一直在暗中幫助自己隱藏犯罪事實。為抓住“紅桃六”，劉鴻濤在上級領導的精心布置下，讓李曉軍做了線人。就在劉鴻濤鎖定嫌疑人時，自己卻被誣陷成是暗藏的“紅桃六”。劉鴻濤將計就計，讓罪犯“紅桃六”誤以為詭計得逞。劉鴻濤最終將真正的“紅桃六”抓捕，破獲一個和腐敗官員相勾結的犯罪團伙，洗脫了自己的嫌疑。