电影《火线追凶2之爱本无罪》揭开了一场复杂而扑朔迷离的犯罪谜团。走私贩陶坤在与英国人进行交易时，意外遭受袭击，上海街头陷入黑夜的枪战之中。然而，更令人匪夷所思的是，在混乱之中，陶坤竟然枪杀了自己的妻子，而年幼的儿子小齐也在这场惊险的事件中遭受了重创，昏迷丧失了记忆。

调查人员迅速展开工作，老虎探长钟朗（吕良伟饰）携手科学家康华生（徐亮饰）和法医于胜男（李若斯饰），前赴现场调查。通过对现场情况和疑犯审讯的分析，钟朗认为案件中存在更深层次的隐情。由于陶坤的沉默，总探长的女儿、犯罪心理学专家洪小雅（马灿灿饰）加入调查小组，试图通过心理学手段唤起小齐对事件的记忆。

然而，这并非仅仅是一宗简单的杀妻案。一伙持有机枪的歹徒突然闯入，使整个案件更加扑朔迷离。与此同时，狱中的陶坤的身体状况却突然恶化，种种异常情况将案件引向更为复杂和黑暗的方向。在这一切背后，隐藏着一场邪恶的国际阴谋。