数名美貌女子相继被害，探案小组发现，凶手是一个专杀放荡女子的连环杀手。法租界巡捕房洪涛警长遭遇炸弹袭击，万幸只受轻伤。顺着炸弹的线索，探案小组找到凶手何东来。此人当年因一起谋杀案被洪涛抓获，蹲了十年大牢刚刚被大赦出狱。洪涛怀疑连环杀手就是他，他十年前杀害的女性亦是所谓放荡女子。
通过指纹比对，探案小组排除了何东来的嫌疑。洪小雅为杀手制作心理模型，推导出凶手应受过女人的伤害，从而对不检点的女性产生杀人妄念。很快，一个在宾馆偷情的女人成为最新的受害者，康华生从死者生前好友林娜处得到线索，确认此案是凶手临时起意。巡捕在郊外发现了一具腐烂女尸，于胜男尸检，证实死者是先施百货的化妆品售货员。售货员生前有一名热烈追求者，是一个性情怪异的小说家。审讯此人过程中，康华生突然醒悟，发现了受害者之间的隐性联系，那就是她们都和怡神雪花膏有关。探案小组进一步确定，杀手应根据同样的香味选取杀人目标。
经过对雪花膏线索的追踪，探案小组将目标锁定照相馆学徒陈有财。可惜赶到他住处时，陈有财已经失踪。洪涛发现，陈有财竟是十年前何东来杀人旧案中受害女人的儿子。原来，陈有财幼年丧父，母亲视其为累赘，不仅没有给他关爱，反而虐待他。母亲的放荡成性给陈有财童年投下浓重阴影，17岁那年他失控杀死生母，没人想到凶手会是死者的亲生儿子。
半年前推出的怡神雪花膏，气味酷似陈有财母亲常用的药油，因此唤起他童年噩梦，在精神失常的情况下接连杀人。探案小组虽然预测到陈有财下一个杀人目标可能会是林娜，可还是慢了他一步。陈有财在气味的刺激下变得无比疯狂，他挟持人质与探案小组对峙。洪小雅用自己换下人质，命悬一线。危急关头，洪涛破门而入，和陈有财巧妙周旋，趁其不备救下女儿。经过一番殊死搏斗后，陈有财被击毙。洪涛虽负重伤，但他破了新案，又查清了旧案，对冤枉入狱的何东来有了交代，总算了却心结。
“火线追凶”是由CCTV电影频道出品的系列数字电影，该系列由10个90分钟长度的电视电影组成，以上世纪30年代的上海滩为背景，讲述了一个由热血青年组成的探案小组在乱世中惩恶扬善的故事。由于第一季的良好口碑，“火线追凶2”顺利开拍，仍由10个90分钟长度的电视电影组成。从第一季到第二季，虽然探案小组的主要成员有所变动，但那种悬念丛生又惊险刺激的追凶历程是一脉相承的。
《火线追凶2之死亡杰作》讲述探案小组成功抓获一名连环杀手的故事，虽然故事是民国的，但内核却是现代好莱坞的。童年阴影引起心理变态，这几乎是自《精神病患者》到《美国杀人狂》《细胞》等所有好莱坞连环杀手题材电影用来解释杀人动机的不二法门。《火线追凶2之死亡杰作》改头换面，把这种论调放到了民国探案戏中，倒也别具一格。值得一提的是，《火线追凶》中一直充当配角的洪探长，在这部电影中冲到前面当起了主角。壮士暮年雄心不已的老探长形象为这个本没有过多感情色彩的侦探故事，增加了一些厚重和沧桑之感。
