《十面埋伏》的故事发生在唐大中十三年。当时，民间反对昏君、贪官的组织纷纷兴起，其中以“杀富济贫、推翻朝廷”为口号的飞刀门势力最为强大。飞刀门总部位于长安附近的奉天县境内，为确保都城安全，朝廷下令奉天县府限期剿灭飞刀门。
奉天县的两大捕头刘捕头（刘德华）和金捕头（金城武）奉命缉拿飞刀门新任帮主。两人怀疑牡丹坊舞妓小妹（章子怡）是飞刀门前任帮主的女儿，于是刘捕头设局将她抓捕并押入天牢，随后又与金捕头联手设计，让金捕头化身义士将小妹救出，企图借此取得她的信任，查出飞刀门的藏身之处。然而，刘捕头没有料到，自己与金捕头和小妹之间，除了公务上的周旋，还将卷入一段复杂的私人情感纠葛。
