33岁仍未婚的香港女警司徒慕莲（郑秀文饰），始终为自己的婚事烦恼不已。男友十年前许下的承诺，如今早已变成同事们拿来调侃她的笑话。一天，走私集团头目霍青松（陈奕迅饰）的儿子遭人绑架，司徒慕莲奉命负责调查这宗案件。为了避免走私罪行被警方追究，霍青松一家始终不愿配合调查，令案件进展困难重重。更让司徒慕莲措手不及的是，她此时发现自己已经怀孕。
在霍家这座大屋里，黑白两道表面相安无事，实际上各怀心思；与此同时，大陆警方也传来将联合办案的消息。面对绑架案、复杂的霍家关系，以及自己突如其来的身份变化，身为“剩女”和警察的司徒慕莲，能否化解眼前这场危机？《大搜查之女》由此展开。
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