《白夜追兇》講述的是由潘粵明所扮演的刑偵支隊隊長關宏峰為了洗脫弟弟關宏宇的殺人罪名，壹路破獲多起案件的故事。
身為經偵大隊大隊長的哥哥關宏峰遇到了壹樁滅門慘案，真兇故意將關宏峰引到了犯罪現場，還把關宏峰打暈了。
等到關宏峰醒來時，發現自己有可能是被人設計陷害了，為了查到背後的真兇，關宏峰憑借老刑警的經驗，將雙胞胎弟弟關宏宇的指紋復制到了作案現場，這樣關宏峰就可以以無罪的身份去調查整個案件。
關宏峰的計劃沒有告訴弟弟關宏宇，關宏宇就這麽稀裏糊塗的成了在逃殺人犯，於是關宏宇四處躲藏，而關宏峰也因為關宏宇成了殺人犯而辭去了刑警隊的工作，因為親屬是不可以調查此案的，關宏峰只有辭職才可以繼續查案。
而刑偵大隊長小周接替了關宏峰的職位，也是負責關宏宇的案子，小周看似大大咧咧，其實心思縝密，他特意邀請關宏峰作為編外人員協助警隊工作，這樣就可以看住關宏峰，也能找到弟弟關宏宇。
關宏峰因為之前辦案時落下了壹個怕黑的毛病，所以關宏峰白天幫助警隊破案，晚上就需要弟弟關宏宇代替他到警隊工作，而關宏宇為了配合哥哥關宏峰幫助自己找到真兇，也不得不把自己的臉上劃了壹刀，留下了和關宏峰壹樣的傷疤。
這樣兩個人就完全壹樣了，哥哥關宏峰白天工作，弟弟關宏宇晚上工作，期間雖然險象環生，不過都是有驚無險，沒被外人看出來。
但是最後關宏峰還是被抓住了，刑偵隊發現了關宏峰才是滅門案的真兇，於是把關宏峰抓起來了，關宏宇洗脫了罪名。然而有個細節是關宏峰在警車上鬼魅的笑容，還有警車過隧道時，關宏峰趁著黑夜恐懼癥離開了警車，這些細節暗示了另壹種結局。
當關宏峰因為黑夜恐懼癥離開警車後，關宏宇就和關宏峰互換了。關宏宇相信哥哥關宏峰，所以關宏峰將以關宏宇的身份繼續查出真正陷害自己的兇手。