临滨市，三名歹徒武阳、刘康、黎威抢劫银行杀人后逃跑。在一处隧道里，三人劫持了外出郊游的聋哑学校八名师生，然后逃到一个废弃的屠宰场（解放前这里是日军的兵工厂）与警方展开对峙。市公安局副局长陆大安紧急调集警力对歹徒实施抓捕。绑匪剽悍，人质聋哑，地形复杂，案件升级，局势严峻，急需谈判专家，而谈判专家江约诚此时正在医院焦急地等待着手术抢救中的女儿江月月，陪同的还有保姆林丹。手术成功，江约诚的眉头却没有舒展，他知道一个重大的考验正在等着他。屠宰场内漆黑一片，孩子们惊慌逃散，刘康找到所有孩子后为树立威信欲施暴，老师刘丽出声阻止，自此武阳把她当做传话筒，所有人被押到冷藏室。场外，特警队长杨旭正带着特警寻找突破口，但苦于没有地图束手无策。警方的临时指挥所也在搭建中，江约诚的学生谈判员付彬开始和绑匪谈判。此时，大批的记者和家属也赶到，陆大安出面安抚众人。
临时指挥所，付彬听从江约诚的建议送给武阳一个联络手机，谈判正式开始，但是由于她缺少谈判经验致使布防的特警后撤50米。熟悉屠宰场地形的原保安队长张大春被找来了却是醉酒不醒，警察用冰块给张大春降温，却被闯入的两名记者鲁宁和付佳音撞见，并因此误会警方虐待嫌疑人。屠宰场内，年幼的学生张露哮喘病发，张亚男找到呼吸器却被刘康抢走并意图侵犯她。与此同时，谈判有了些进展，武阳提出了第一个条件：三把AK47，500发子弹。
八名人质的资料出来了饰演校长张亚男，老师刘丽，6个孩子：刘思涵、张露、赵洋、孙楠、孙欣、王丹丹。劫匪之一刘康的资料也被查到：强奸犯。另一名劫匪黎威：硕士，电脑高手，没有任何前科。武阳及时救了张露，并训斥了刘康。为给警方施压，武阳恐吓付彬他将会杀死病弱的张露，江约诚被迫站出来和武阳谈判。武阳谈判中他感觉到与江约诚的第一个回合中讨不到便宜他再动杀机，这次是刘丽。枪响了，江约诚痛苦地捂住脸，陷入妻子被残害的痛苦回忆。很快，武阳来电说只是枪走火，人质安全，刘丽出现在排窗口。不料，刘丽却突然大喊：孩子里有病人。来拉回刘丽的刘康发现了在下面穿越的特警，枪声响成一片，孩子们乱成一团。场外，记者和家属也是一片混乱。
屠宰场内，杨旭进入张大春提供的地道，他需要江约诚争取半个小时做好进攻准备。武阳来电，要用人质从大到小交换他所需的物品。武阳决定30分钟警方不交易就杀掉张亚男，而他不知道的是校长张亚男独自爬进了排风口。警方这边，付彬对张亚男极端的性格担忧不已：这类性格的人在重大危险中往往会做出致命决定。杨旭找到了暗道却发现入口处有瓦斯泄出，行政出身的陆大安主动要求解决瓦斯问题。屠宰场内，武阳发现张亚男不见了，用张露的性命逼刘丽说出实情。医院，江月月和林丹看着电视里对该案的报道，这个孩子还在因母亲的死责怪着父亲。江约诚在与武阳的通话中发现其言谈异常，他确定里面可能出状况了。
屠宰场内，武阳从刘丽口中无法套出实情，开始逼问孩子们。排风管道内，张亚男爬到风口，尽头是一个排气风扇，返回途中差点被刘康发现，回到冷藏室里却发现风口被螺丝拧死，只好又爬回屠宰房，她通过管道看见武阳用枪指着刘思涵，她拼命地敲击管道，刘康很快爬了进来。这时，电话突然响了， 武阳迟迟不接电话，江约诚由此推断张亚男出事了。有主见的刘思涵主张去救校长，刘丽阻拦，二人起了冲突。此时的张亚男被刘康追着不小心掉进了一个夹层，却意外发现了一个直通外面的小排水口。此时，杨旭正紧急部署着警力，而他们的身影也出现在黎威的监控器上，黎威和刘康慌了。进攻之前，武阳提出条件：五百万现金加一架直升机。
江约诚拒接电话，武阳判断江约诚正在找到击破自己心理底线的突破口。黎威等人看到警察突入的监控十分惊慌。瓦斯问题解决，一切只待江约诚指示便可一举进入屠宰场。江约诚要见张亚男遭到武阳拒绝，遂要见其他人质，刘康却发现孩子们不见了。原来张亚男爬回冷藏室带着众人向刚才发现的排水口爬去，冲进来的武阳也发现了排风管道。张亚男被刘康从外面插进来的刀子刺伤，她忍住疼痛只能带着孩子们往回爬。武阳和黎威分头去找孩子，独自在冷藏室的刘康却不小心引爆了炸弹，爆炸声让外面的人群乱作一锅粥。杨旭确定了炸弹所在区域决定安排排爆专家，但他需要江约诚谈判给予他拆弹时间。屠宰场内，找不到孩子的武阳决定放火用烟熏出人质，体弱的张露喘不上气来。
管道内浓烟滚滚，张亚男将孩子托付给刘丽自己去找武阳谈判。同时，江约诚从武阳通话中分析出人质失踪，这是个进攻的绝佳机会，但是特警成功潜入后却碰上了押着张亚男的武阳，特警们不得不全线撤出。张亚男要求武阳停止放烟，武阳坚持若不见到孩子就继续放烟。看到了烟，江约诚意识到人质情况不妙，他与武阳通话要以人质性命为重。武阳还在分析警方的意图迟迟不下决定，张亚男被锁着无计可施。与此同时，孩子们在管道内被烟熏得不行了。武阳误判警方会不顾张亚男的死采取强攻，他索性向江约诚挑明真相并给武阳两分钟时间考虑。
排窗口，张亚男趁机给警方打手语告知逃跑意图。但是警方的手语专家没有到，众人不明白张亚男的手语。杨旭决定按照先前记住的炸弹位置再次潜入场内排爆。场外，两名记者带着家属不停向警方发难，警察沈林无法应付，激动的家属冲进了指挥所，付彬出面晓以利害训斥带头记者。张亚男找到孩子们来到排水口，出口却被栓死了，刘思涵试了几次都没有踹开铁笼子。15分钟的时间还剩下4分钟，警方在焦急的等待。屠宰场内，爆破组发现了探查环境的黎威，这样武阳、刘康在排窗口，黎威在警方视线内，杨旭认为是百分之百击毙绑匪的好机会。众人终于将张露救回来，但是铁笼子还是踹不开。时间不多了，张亚男决定回去让绑匪放掉张露再来和众人会合。离约定的15分钟还剩30秒，警方等待江约诚进攻命令，找不到人质的武阳要引爆炸弹。时间还剩5秒时，江约诚却下了停止进攻的命令。武阳来电，他绝望了。
疯狂的武阳不再相信江约诚决定引爆炸弹，好在张亚男抱着张露来了，武阳冷静下来，张亚男出现在排窗口，江约诚松了口气。进攻停止，拆弹组还在继续。武阳和张亚男谈判，张亚男如果绑匪不放走张露否则别想见到其他孩子，武阳态度强硬。武阳将张露带走，刘康暴打张亚男。与此同时，排水口处的孩子们都在担心张亚男。武阳与江约诚通话说出张亚男只带了张露出来。发现端倪的黎威则假冒警方向排水口内扔纸条，单纯的刘丽不顾刘思涵的反对回应，中计。所有炸弹被清除，主动权又掌握在警方手里，杨旭需要江约诚创造面谈时机配合他的进攻。黎威告诉张亚男排水口外面是一个死胡同，根本就出不去的。所有人质又被控制起来，武阳感谢刘丽，因此激化了众人之间的矛盾，刘思涵更加疼恨刘丽。医院，还在闹别扭的江月月不见了。
清洗室内，武阳为树立威信决定惩罚一个孩子，胆小的黎威下不了手伤害孩子，张亚男用铁闸门折断了手。孩子们因为刘丽打了起来，武阳用张亚男的伤来威胁孩子们。陆大安告诉杨旭和付彬江月月不见了，众人不敢告诉江约诚，但是江约诚到底还是知道了，他的情绪波动很大不适合谈判，付彬要求接手谈判，但负责任的江约诚思索再三还是决定自己来。两个记者带来了红头文件要求采访，陆大安没收了摄像机并让沈林看住他们不要再闹事。江约诚和武阳通话提出送药品给武阳，此时刘思涵和孩子们认为刘丽是叛徒，孩子们打了起来，两人的通话被吵闹声打断。武阳用张亚男的伤威胁孩子们，孩子们停止打架。丹丹出来拿药品，杨旭发现没有枪对着她，其实武阳正在另一端用枪指着张亚男。警方分析人质可能受伤了，指挥所内所有人都很压抑。武阳来电，江约诚没有接。江约诚和武阳通话，两人预订5分钟后面谈交换事宜。付彬和未婚夫杨旭通话说江约诚压力很大。
