太阳到达最高点的时候，它的影子便消失了。刑警韩东秀（韩石圭 饰）为了证实自己对一起已有定论的杀人案的猜想，致使自己的儿子意外身亡，从此变得意志消沉起来。14年后，一桩杀人案似乎和当年这起案件有着某种联系，当韩东秀再一次开始关注起当年一名被害人的儿子有汉（高修 饰）时，意外认识正在帮助财团老板调查未婚妻柳美皓（孙艺珍 饰）的私家侦探，从私家侦探那里得知这名叫柳皓美的女人正是当年被认为是畏罪自杀的凶手的女儿李佳。当年这两个韩东秀曾经有怀疑过的小孩子如今长大成人，而且又同样因为凶杀案出现在他的周围。在韩东秀的追查过程中，他发现了当年凶杀案以及近期凶杀案的真相，而真相背后，却是一对永远不能在光天化日之下见面的苦恋情侣。 影片改编自日本著名推理小说家东野圭吾的同名小说《白夜行》。小说曾在日本被拍成电视剧，并大获成功。

在金融中心如矣岛从事股票基金工作的黄宇真外表光鲜，但生活究竟怎样苦乐自知。从小独自抚养他长大的父亲病重在床，巨大的生活压力令他不得不向高利贷借款，却又似乎背上更为沉重的包袱。在此期间，他和妻子的关系逐渐冷淡，并出现裂痕；而老实木讷的他在公司又受到部长和后辈排挤，面临被裁员的命运， 在某个沮丧的夜晚，醉酒而归的黄宇真重逢儿时的玩伴正勋。正勋从小自称正义的化身，他多次帮助宇真排忧解难。当晚，宇真一句无心之言，次日后辈竟被人杀害，而他的事业似乎也出现了转机。在此之后，接连有令宇真厌烦的人离奇死亡，似乎那个正义的朋友暗中出手帮助了他……