《惊天铁案》取材于真实案件，讲述了张子强犯罪集团震惊海内外的案件始末。自称“生来就是坐牢的”张子强，是一个善于挑战法律、具有极高犯罪智商的职业罪犯。由于这一案件及其主犯本身带有传奇色彩，少数媒体尤其是境外媒体的过度炒作，也让案件一度被层层迷雾笼罩。
影片将重点放在公安部门的侦破工作上，真实展现公安干警、看守人员、武警战士和审判人员在数百个惊心动魄的日日夜夜里，如何与犯罪集团斗智斗勇，最终将章子强及其成员绳之以法。剧中还再现了800公斤炸药被策划偷运到香港的经过、章子强两次组织实施启德机场抢劫案的过程，以及两宗绑架富豪案件的策划细节和16亿赎金的勒索经过。同时，犯罪集团内部因分赃不均而出现“黑绑黑”的内幕也得到呈现。影片力求以真实、客观的方式还原案件经过，并澄清其中流传的不实传言。
