Phim Trinh Sát Hình Sự 12 là một loạt án mạng liên hoàn, với sự tham gia của Đinh Lạc Phong (Lâm Bảo Di), một sỹ quan cảnh sát tổ trọng án, và thanh tra cấp cao Hình Khải (Trương Chấn Lãng). Trong quá trình truy bắt hung thủ, Hình Khải buộc phải tìm sự trợ giúp của Dương Chỉ Phi (Phó Gia Lê), một nhà tâm lý học và cũng là bạn gái cũ của anh ta.
Khi nghiên cứu tỉ mỉ, ba người phát hiện rằng hung thủ là một tổ chức sát thủ bí ẩn, cung cấp bố cục Tân Bảy Mối Tội qua trang web thần bí và xử tử người nào đã phạm phải Tân Bảy Mối Tội này. Họ cũng khẳng định rằng hung thủ có mối liên quan với tập đoàn Hy Nghiệp, một tập đoàn đang nắm giữ mạch máu kinh tế của thành phố.
Tuy nhiên, Hình Khải không bao giờ ngờ rằng, cái mà chờ đón anh ta còn có một thời quá khứ mà anh ta rất muốn quên nhưng không được. Chị ruột của Lạc Phong, Đinh Thiếu Vân (Trần Pháp Dung), từ nước ngoài về và ôm ấp một âm mưu đen tối, làm cho công việc điều tra thêm rắc rối.
Phim này là một cuộc điều tra tâm lý và hành động, với sự tham gia của các nhân vật có quá khứ và động cơ bí ẩn. Họ phải làm việc cùng nhau để tìm ra hung thủ và giải quyết án mạng, nhưng đồng thời cũng phải đối mặt với quá khứ và âm mưu của nhau.
