《心理罪》是由同名小说《心理罪》改编拍摄，其主要讲述了由一杯牛奶人血引发的案件。影片的开始，医院发生了一起医护杀人案件，勘探的现场，法医乔兰最终确认是一名不熟练的医护所做。部队邰伟（廖凡饰）有所察觉，并让下手李一曼制造撤队的假象，下一秒，天才观察力少年方木（李易峰饰）准确的依据现场推断出杀人犯就在现场而且就是一名男护工。发现身份败露的护工拔腿就跑，部队紧追其后，最终在大海边追到了罪犯。其间由于海边人员众多，罪犯借着人们的遮掩重伤了警员李一曼，这让爱护手下的邰队很是愤怒，对着罪犯狂揍不止。
由于手下李一曼重伤至今仍不苏醒，警队缺失一名有关研究犯罪心理的人员。不得已，部队邰伟找上了法医乔兰的父亲——一名资深的犯罪心理画像师。然而，年迈的老画像师的敏锐力已大不如从前，便向部队——推荐了其得力助手方木。此方木正是之前案件的突然参与者，可是方木过于年轻，这让廖凡摸不定主义，再三考虑，部队决定收下方木。
在最近的一起案件中，方木通过对死者尸体的研究，确定了犯罪凶手最终的长相与其余身体状况。部队便带着助手罗艺开始在案发现场搜查，但是由于助手罗艺的失误，最终让罪犯逃离。
可是，随着案情的进一步探索，最初确定的犯罪嫌疑人被抓捕后。邰伟与方木发现事情远远没有想象的简单，经过对全市血液病患者资料的调查以及对大BOSS内心犯罪走向的推理，这个案件是一个医生的阴谋。方木为了激发背后主谋的欲望，特意录了一个视频散播到网上，并引起了轩然大波，上升到了热搜第一名。
但由于方木的露面，背后主谋便轻易的调查到方木的弱点——陈希，一直被方木视若珍宝的女孩。在陈希的一次演出中，犯罪医生便借机把陈希拖到大厦天台将其杀害，这让方木内心十分痛苦。重新振作后，方木就加入找出真凶的队伍中。最终，在一个岛屿中找到了真凶，方木也领悟了一些道义，最终成为了一名真正的警官。
《心理罪》主要和心理有关，方木在一开始如廖先生所说，对生命少了点敬畏，所以对自己在网站发视频的行为认为是最有效的破案方法。当女友死后，他的心理产生变化。廖先生在童年时期就将父亲的死归于自己，所以他失眠……患者对献血有着极度的渴望，是因为他渴望着健康。有因就有果，意识反作用于行动。每个人心中都有一种地狱之门，我们需要在迷茫，挫折时保持理性，排解心绪。
