影片《你是凶手》讲述一个侦破绑架案的故事。

十年前，白兰（宋佳）的女儿铃铛遭人绑架后意外身亡。当时的刑警队员陈浩（王千源）承诺要为白兰找到绑架铃铛的凶手，可是最后还是遗憾的离开了刑警队。

十年后，陈浩去铃铛出事的地方祭奠，却意外地发现了新线索。陈浩决意要找出当年绑架铃铛的凶手。

陈浩去刑警队找人帮忙，刑警队给他一个公安大学刚毕业的学生王星星（李九霄）。在王星星的帮助下，陈浩找到了作案的那辆汽车，但是因为已经十年过去了，一切都变了。

一次偶然的机会，陈浩发现了一台车的轮胎跟绑架案现场的轮胎痕迹差不多，正要拿图比对，一个打着雨伞，戴着帽子的黑衣男子走到车旁，看见陈浩就跑。

陈浩追了几条街，在一个饭店里终于看见可疑人，结果被对方打了。对方逃跑，陈浩去追，被店老板打了，还被人拍视频发到网上，说警察打人。

陈浩被警队同时批评，王星星还说就要调走，再不管陈浩的事情，要破案，让陈浩自己一个人去破。陈浩回到家里很郁闷。

李爱军（冯远征）带外孙女珠珠在海边玩，接了一个电话，外孙女不见了，自己还被人误认为是人贩子。

珠珠被绑架和十年前铃铛绑架案如出一辙。刑警队接到报案，立即行动起来。

李爱军在外边接到绑匪打来电话：孩子在我们手上。

心灰意冷的陈浩在家里玩游戏，王星星来找他，让他看一张照片，是跟十年前的案子很像，请陈浩出山帮忙找犯罪嫌疑人。

警察费尽周折抓到的确是珠珠的外公李爱军。

陈浩去李爱军说的碉堡里找到摔坏的喇叭等物件，拿到警队找人帮忙恢复。然后拿给田队，被田队批评。

原来十年前李爱军为了救自己的女儿，绑架了铃铛，向白兰索要四十万。结果因为意外，铃铛坠崖死亡。十年后，白兰找到了当年绑架铃铛的凶手李爱军，绑架了他的外孙女，以同样的方式要挟李爱军，但是白兰没有杀珠珠。

最终，李爱军被捕。白兰去世，陈浩按照白兰的遗愿，将她跟铃铛合葬。