Nhiệm vụ đặc biệt (tên ban đầu là Đội đặc nhiệm) lấy đề tài hình sự phá án. Phim chia thành hai phần. Phần một liên quan đến một vụ án kinh tế - dân sự. Thịnh (Minh Hoàng đóng), một giám đốc có tài và uy tín, được giao trọng trách giám sát nhưng dự án lớn về cải tạo hệ thống giao thông đường bộ của thành phố. Vì mê ăn chơi, Thịnh dần dần bị phó giám đốc, tay sai của tập đoàn tội phạm Trần Lợi, lôi kéo vào những vụ làm ăn phi pháp. Trong một cuộc nhậu, biết điểm yếu của Thịnh là rất mê bóng đá, Lợi (Trọng Hải) tổ chức mua độ để trận đấu diễn biến theo ý Thịnh, dẫn tới việc một cầu thủ bị giết hại.

Cấp trên là tướng Minh Thành lập một đội đặc nhiệm gồm bốn chiến sĩ công an ưu tú do Trung (Hoàng Phúc) làm đội trưởng, Thuỷ (Vân Anh) đội phó và Thanh (Võ Thành Tâm), Quỳnh (Thanh Thuý). ĐỘi trọng án vào cuộc, lần ra manh mối từ Quốc, trùm mua bán độ. Nhưng đột nhiên, Quốc bị giết ngay địa điểm công trường của ban quản lý dự án.

Phần hai bắt đầu từ một tên tử tù bị bắt giam vì vận chuyển ma tuý. Ngay lúc ra pháp trường đền tội, hắn đột ngột xin được khai thêm về đường dây ma tuý mà mình tham gia, trong đó có sự bảo kê của cán bộ công an mang biệt danh Số Hai.
Đội đặc nhiệm tìm ra được một tên sĩ quan hậu cần biến chất có biệt danh là Số Một. Cuộc điều tra càng rối rắm khi Số Một bị bí mật thủ tiêu trong tù. Vậy Số Hai là ai?

Sau thành công với phim Vũ điệu tử thần, đạo diễn Bùi Tuần Dũng lại bước vào một phim hình sự, thể loại thường được đánh giá là khó thực hiện và khó thuyết phục người xem. Nhiệm vụ đặc biệt bấm máy từ cuối tháng 11/ 2008, nhưng mãi đến đầu năm 2010 mới lên sóng truyền hình. Theo lời đạo diễn, anh rất hài lòng về ekip làm phim và dàn diễn viên giàu tính năng động. Nhất là phim được sự cố vấn về nghiệp vụ chuyên môn của thượng tá Đặng Xuân Dũng, Vũ Đình Dục, Lê Anh Tuấn.