哈里（克林特·伊斯特伍德 Clint Eastwood 饰）是美国旧金山的一名资深警察，警局总是把一些难以解决的案件抛给他，而他为了破案也不惜使用一些非法的手段，因此他得到了一个绰号——“肮脏的哈里”。
旧金山出现了一个无差别射杀魔，在第一个受害者遇难的同时，凶手留下了一封恐吓信，要求获得10万美元的现金，否则，每过2小时，他将射杀一个市民。随着受害者的增加，无能的政府决定向凶手妥协，但哈里不能接受这样的妥协，他擅自行动逮捕了凶手，却也导致了人质的死亡。令他意想不到的是，好不容易捉拿归案的凶手，竟然因为精神方面的疾病逃脱了法网，之后变本加厉劫持了一辆载满儿童的校车。这次，愤怒的哈里再也不能忍耐了，他展开了同凶手的周旋，并在最后时刻射出了那颗代表着正义的子弹。
一名精神变态的狙击手（后来被称为“天蝎座”）射杀了一名在旧金山摩天大楼屋顶游泳池游泳的妇女。他留下了一封威胁信，要求支付 10 万美元，否则他将杀死更多人。正在调查这起谋杀案的旧金山警察局 督察哈里·卡拉汉 (Harry Callahan)发现了这张纸条。市长与警方联手追查凶手，虽然为了拖延时间，但他不顾卡拉汉的反对，同意了天蝎座的要求。午休期间，哈利挫败了一起银行抢劫案。他射杀了一名强盗，并用史密斯威森 29 型左轮手枪指着另一名强盗，并发出最后通牒，吓唬他投降：
我知道你在想什么：“他开了六枪还是只开了五枪？” 好吧，说实话，在这一切兴奋之中，我自己都有点迷失了。但这是一把.44 Magnum 手枪，世界上威力最大的手枪，能把你的头炸飞，你必须问自己一个问题：“我感到幸运吗？” 那么，你呢，朋克？
哈利被指派了一位新搭档奇科·冈萨雷斯，尽管他反对与另一位缺乏经验的警官合作。与此同时，天蝎座在圣彼得和保罗教堂附近监视潜在的受害者时被一架警用直升机发现，但他逃脱了。哈利和冈萨雷斯没能找到他，哈利被误认为是偷窥狂，遭到殴打。在协助阻止一起自杀事件后，哈利和冈萨雷斯得知天蝎座谋杀了一名 10 岁的非裔美国男孩。根据他的信，警方认为天蝎座的下一个受害者将是一名天主教牧师，并为他设置了陷阱。
天蝎座最终到达，在随后的枪战中杀死了一名警察，然后逃跑了。第二天，警方收到另一封信，天蝎座在信中声称绑架了一名名叫安·玛丽·迪肯的青少年。他威胁说，如果不支付 20 万美元的赎金，他就会杀了她。哈利被指派去送钱，他戴着无线电耳机，这样冈萨雷斯就可以秘密跟踪他。天蝎座通过公用电话指示哈利在城市里奔跑。他们在戴维森山十字架相遇，天蝎座殴打了哈利，并承认他打算杀了他并让安·玛丽死去。冈萨雷斯介入，胸部中弹。哈利用一把隐藏的刀刺伤了天蝎座的腿，但他逃脱了。
哈利得知天蝎座去医院就诊，医生向他透露凶手住在凯扎尔体育场的一个房间里。哈利发现了他并追赶天蝎座，朝他的腿开了一枪。哈利折磨天蝎座，让他承认安·玛丽被关押在哪里，但警察只找到了她的尸体。地方检察官斥责哈利的行为，解释说，由于哈利非法获取了针对天蝎座的证据（主要是天蝎座拥有的步枪），所有这些在法庭上都是不可接受的，而天蝎座将作为自由人被释放（他对冈萨雷斯的枪击是没有提到）。愤怒的哈利继续在他自己的时间里跟踪天蝎座。天蝎座付给一名男子 200 美元，让他狠狠殴打他，并以此陷害哈利，迫使哈利停止跟踪他。与此同时，冈萨雷斯告诉哈利，他不适合从事警察工作，并计划成为一名教师。
天蝎座从酒类商店老板那里偷了一把手枪，并劫持了一辆校车。他联系警方提出另一项赎金要求，其中包括从圣罗莎机场起飞的航班。哈利等他，然后从立交桥跳到公交车顶上。天蝎座将公共汽车撞到土堆上，然后逃到附近的一个采石场，在那里他劫持了一名人质，然后哈利用快速拉伤了他。哈利瞄准左轮手枪，再次发出最后通牒，要求他忘记射击次数。天蝎座伸手去拿枪，但哈利用最后一颗子弹射杀了他。哈利从钱包里取出警察徽章，把它扔进附近的水中，然后走开了。
