一天晚上，丁娟赴约去见男友李良，却发现他死在屋里地上。案发后，东海市公安局侦察员钱凯、陈明辉等赶赴现场。经法医鉴定，李良之死属于他杀。公安人员发现：被害者伤口上有根细小的鸟类羽毛，茶杯上有一个明显的指纹，卫生间里有两块呈“V”形的泥块，李良的笔记本上写着：“阿三，我决不放过你。”

经过调查，与李良熟悉的阿三有两个。一是绰号叫“橡皮鱼阿三”的，在黄山青溪农场工作。这人经常赌博，最近曾向李良借过钱。李良未允，出事晚上有人见他从楼内慌慌张张跑出。还有一个是东海电视台的摄影师方明山，他曾与李良共事，两人矛盾很大。公安局派钱凯打入赌场，取回了“橡皮鱼阿三”的指纹。经鉴定，这个指纹与玻璃杯上的不同。接着，他们又了解到出事那天晚上，方明山藉故外出，在他摄影机上取得的指纹和玻璃杯上的完全一样。公安局长徐亦斌下令逮捕方明山，可他不知去向，经过一番追捕才将其抓获。审讯中，他申辩要公安局拿出罪证。这时，公安局验证了现场的羽毛后确认是相思鸟的羽毛，这鸟只有黄山有，方明山从未去过黄山。

陈明辉和钱凯在青溪农场发现“橡皮鱼阿三”，阿三承认那天晚上他确实去过李良家準备撬窃，恰遇李良与另一人进来，他忙藏进卫生间，等他出来李良已被害。陈明辉又一次深入林区，获知一个叫林富根的人曾来打过鸟，陈明辉在回去的路上突遭袭击，他机警地跳上一辆行进中的卡车，才免遭不幸。钱凯渐渐感到这不是一般的刑事案，背影很複杂，劝陈明辉别再过问。陈明辉在局顾问鲁浩的支持下，逐步查清案子，但他的处境也更为险恶。一次，他被绑架，歹徒们当面撕掉证据，陈明辉怒不可遏，孤军奋战，在千钧一髮之际，钱凯等人赶到救出了陈明辉，最后陈明辉终于把真正的兇手汽车司机刘国强缉拿归案，并挖出了策划谋杀的后台——公安局长徐亦斌。

沈耀庭在拍摄电影《东港谍影》的后期，心里就想再拍一部反应刑事案件的影片。之后他和编剧于本正对《人民日报》刊载过的一篇报导产生了兴趣。报导说内蒙古有一公安干部如何在已经準备处决的三名杀人犯的案件中，发现疑窦，并大胆地向上级提出了异议。后来经过他一年多的複查，终于澄清了事实，宣布原“杀人犯”全部无罪释放。可以想像，这位公安干部在複查过程中，一定是阻力重重的，这就使人物充满着“行动”。于是沈耀庭和于本正就带着想搞这个题材的愿望深入到公安局刑侦队体验生活，经过一段生活之后，两人发现如果仅是公安人员独具慧眼侦破案情，会使电影缺少深度。于是两人又在刑侦队的案卷中寻找素材，最后发现一份材料：原公安局一位领导，在解放前是上海伪监狱的地下党负责人之一，拯救了许多同志的生命，但却在“十年浩劫”期间被“四人帮”迫害致死。这让沈耀庭有了思考，进而有了陈明辉和方明山这一对人物关係，并围绕这两个人物逐步形成了全片的故事。

影片上映后，创下了观影人次过亿、票房收入过亿的票房成绩。

《405谋杀案》是一部充满精彩打斗、悬念的侦探故事片。除去影片精彩的武打动作，《405谋杀案》的众多细节，都显露着导演细緻、认真与努力创新。与众不同的开场设计、别出心裁的拍摄方法、推陈出新的剪辑手段，都让观众过目不忘。（华商网-华商报评）

《405谋杀案》在中国电影史上有着重要的地位，它不仅是当年的票房霸主，从品质上来说也称得上是20世纪最出色的华语悬疑片之一。但《405谋杀案》最出色之处并不在于高票房，而是其几无瑕疵的情节设定和炉火纯青的悬疑感製造。影片的情节发展既出人意料又入情入理，细节和节奏的控制赋予了这个故事细腻的质地。（国际线上、时光网评）