3年间，数起“微笑死亡事件”震动了全城，死者均系女演员刘金水（刘诗诗饰）的前男友。面对着巨大的舆论压力，青年警探王不二（文章饰）、即将退休的警员黄飞红（李连杰饰)和他们的女上司Angela（陈妍希饰）受命侦办此案。
王不二大闹片场、捉拿刘金水，彻底打乱了刘金水的电影拍摄计划，使她苦苦等待的女一号意外泡汤。伤心的刘金水来到了维多利亚港旁，将此前获得的奖杯抛入水中，一直秘密跟踪刘金水的王不二以为刘金水是在销毁证据，遂跳入水中打捞，却发现只是奖杯。
调查暂时无果，Angela、黄飞红他们发现，刘金水的姐姐戴依依（柳岩饰）屡次抢走刘金水的男友，而这些男人无一例外的死于“微笑死亡事件”。王不二将戴依依带回警局，但很快证明，戴依依无作案时间，而王不二对有魔鬼身材的戴依依非常着迷。
最终，为了破获“微笑杀人案”，王不二假扮成刘金水的未婚夫，在与刘金水拍摄婚纱照的
过程中，刘金水所佩戴的大的夸张的宝石项链引起了王不二的怀疑，黄飞红一眼认出，这枚宝石项链正是当年纽约博物馆失窃的珍宝—“寂寞的眼泪”。
王不二前往医院捉拿本案幕后的真凶—刘金水的二叔刘星（梁小龙饰），但很快被其打倒在地。关键时刻，黄飞红出现，与刘星展开了最后的对决，平时看似只会毒蛇嘴的黄飞红其实才是真正的高手，最终打败刘星并将其擒获。
真相最终大白，原来刘金水的父亲和二叔正是当年名噪一时的博物馆大盗。闯荡多年，刘金水的父亲积攒下了大笔的财富却没有一个家，所以在临终前留下遗嘱：只要刘金水在30岁前结婚，将会继承其所有的财富。而刘金水的二叔为了阻止这笔巨大的财富落到刘金水手中，几年间杀死了刘金水的数名男友，阻止其结婚。
在为父亲留给自己的最后遗物—“寂寞的眼泪”被归还博物馆而伤心的刘金水却意外得知，原来父亲还有一样东西留给她，就是一副并非无价之宝但却充满了家的温馨的手绘画—“莉莉之海”。
“微笑杀人案”与“博物馆被盗案”的破获，警局上下皆大欢喜，黄飞红顺利退休、Angela也成功升职。假扮王不二未婚妻的刘金水渐渐对王不二产生了感情，而一直与王不二是欢喜冤家的女上司Angela也一直在追求王不二。王不二告诉刘金水，他已经心有所属，Angela很是得意，以为王不二心中之人是她，但很快发现，原来王不二最感兴趣的竟是屡次抢走刘金水男友的姐姐戴依依。刘金水终究难逃宿命，心目中的男友再一次的被姐姐戴依依抢走，而一直向王不二发出委婉表白的Angela也有一种被耍弄的感觉，愤怒的二女联手将王不二打上了天……
喜欢的人：戴依依、Angela
家庭成员：
爸爸、妈妈、妻子、女儿妻子：
马伊琍（2008年年初登记结婚，同年女儿文君竹出生）中学：
西安铁一中陕西师大附中粉丝
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章鱼身高：
177CM血型：
O贴吧
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文章天下视力：
1.0、0.8专长
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吉他、歌唱技能：
话剧、影视表演、演唱、舞蹈、朗诵、弹吉他、骑马、驾驶汽车、摩托车嗜好：睡觉
兴趣：音乐、足球、游泳、弹吉他、书法、阅读
睡眠时间：越长越好
王不二
睡眠习惯：趴着如何消除压力：工作
想去的地方：西班牙
希望：身体健康
最想感谢的人：爸、妈
最珍惜的人：朋友们
想从影迷那里收到的礼物：支持
最喜欢的花：仙人掌
最喜欢的电影：《美丽人生》、《美国往事》
最喜欢的书：《往事并不如烟》
最喜欢的食物：家乡菜
最喜欢的演员：梁朝伟、梅丽尔·斯特里普、黑木瞳
最喜欢的电视：《六人行》
喜欢的女孩类型：上海女孩
最喜欢听的歌：很多
最喜欢唱的歌：没有
穿衣的风格：随便、舒服
喜欢的音乐类型：乡村音乐
喜欢的歌手：陈羽凡
喜欢玩的乐器：吉他
最喜欢的数字：6、2
最喜欢的水果：樱桃
最喜欢的季节：秋
最喜欢的颜色：白、蓝、黑、灰
最喜欢的运动：足球
最喜欢的香水：阿玛尼
最拿手的菜：西红柿炒鸡蛋
中戏02级班主任：
刘天池中戏02级同学：
白百何，唐嫣，张博，童瑶，沈佳妮，白静，孙坚，郭家铭，秦丽，商子见，霍政谚，刘冬，张倩，杨烁，郭珍霓，张津赫，周觅，陈艺熙，曹曦文，徐百卉，赵冉，毛俊杰，杨晨，张晶，滕旋，田野，肖聪，邹廷威、陈思斯圈中好友：
李连杰，导演滕华涛，白百何，陈羽凡，佟大为，导演陈可辛，吴君如，黄圣依，谢娜，张杰，徐翠翠，朱雨辰，吴秀波，李念，林心如，高圆圆，导演赵天宇，导演李大为，舒淇，张歆艺，电影制片发行江志强文章觉得“王小贱”和“王不二”没有联系，唯一一个有联系的就是都比较“贱”
文章以一身黑色长袖长裤外加白色小马甲“温暖”现身。除了“全副武装”的文章，性感女神柳岩也包裹“严实”地以一袭艳红色的长裙出现，相较柳岩的艳丽，身穿黑色短裙的刘诗诗的恬静淡雅也让人感到脱俗的美丽
2013年6月28日，演员文章、刘诗诗、柳岩跟随电影《不二神探》的导演王子鸣现身南京为影片做宣传。
现场，文章以一身黑色长袖长裤外加白色小马甲“温暖”现身。除了“全副武装”的文章，性感女神柳岩也包裹“严实”地以一袭艳红色的长裙出现，相较柳岩的艳丽，身穿黑色短裙的刘诗诗的恬静淡雅也让人感到脱俗的美丽。
曾经文章的“王小贱”让人们印象深刻，对于此次《不二神探》中演绎的“王不二”，文章评价，自己在拍《不二神探》之前刚拍过《西游》因此对香港的喜剧风格很感兴趣，刚好王子鸣导演的这部剧又是很香港本土化的喜剧，就接了这戏，那么这两个人物其实“王小贱”和“王不二”没有联系，唯一一个有联系的就是都比较“贱”，这种“贱”的特质被导演发现觉得他能演的好。
对于生活中的文章，柳岩表示文章其实就像一个调皮的小学同学，“文章很聪明，很调皮，但是演的又很好”，柳岩赞道，就像是在我们上学的时候每个班上都会有一个这样的同学，他很调皮但是成绩却依然很好。
在影片中，柳岩抢走了刘诗诗5个男友。在现实生活中，柳岩则觉得，并非外表漂亮性感的女生就能格外吸引男生，反而是“扮猪吃老虎”的女生才是现实中的赢家。
