本片描述了香港反黑组的组员惩治罪恶的英勇事迹以及他们个人感情经历的点点滴滴。人称“筋肉人”的反黑组探员阿喜（吴毅将 饰）立功无数、屡破奇案，但却因脾气倔犟，向来专横而和同事们诸多不顺。刚刚加入的康仔（陈浩民 饰）更是对阿喜诸多怨言，甚至想申请调组。后来一起办案多了，反黑组内部终于彼此了解，一团和气。反黑组内也有不少情事，一次上司阿凡（黎耀祥 饰）结识了卖鱼女阿娇，两人成了欢喜冤家；而阿弟（邵美琪 饰）更是一直暗恋阿喜，他们在工作上、感情上正经历着一次又一次的考验。
继续展现ICAC如何锲而不舍，打击层出不穷的贪污舞弊罪行，不让繁荣稳定的香港因一小撮人而负上沉重的代价。《廉政行动二○○四》分为五个单元剧，分别是由贩卖外国护照改编的“终极斗智”、由解款车走私案改编的“不一样的赌注”、改编自首宗因身为公职人员行为不当而犯罪的“以权谋私”、廉署同一时间调查两宗涉及税务贪污案件的“猎户天龙”，以及综合所有公营房屋短桩案而成的“短桩”。
故事发生在上世纪七十年代初期。上山下乡运动如火如荼，庄会生（史天庚 饰）因暗恋叶晓帆（王媛可 饰），偷改志愿，结果事与愿违，独自去了陕北，而叶晓帆、乔海洋（张译 饰）等人则分配到东北建设兵团。纨绔子弟段军对叶一见倾心，但叶只对海洋有好感。范学东（刘向京 饰）心胸狭窄，一次次给开朗乐观的海洋下套，但都被大嘴连长（程煜 饰）解围。刘北上（王桂峰 饰）与海洋亲如兄弟，他喜欢上郑红梅（沈傲君 饰），而红梅暗恋的却是乔海洋。叶晓帆对段军的骚忧防不胜防，为此海洋与他大打出手，但最终晓帆还是落入段军设下的圈套，被其强奸致孕，自杀时被招工回城的庄会生救下，闻讯后的乔海洋彻底绝望......
抗战期间，肩负惊天机密的飞行员保罗·韦恩与机械师董子晨从国统区浙江衢州机场起飞奔赴昆明时，遭遇日军战机拦截的悲壮故事。
