米国フロリダ州の楽園マイアミ。マイアミ警察特捜課、通称バイスの刑事コンビ、ソニー・クロケット(コリン・ファレル)とリカルド・タブス(ジェイミー・フォックス)は、仕事では抜群のチームワークだが、私生活ではプレイボーイのクロケットと、恋人トルーディに一途なタブスは正反対だった。ある日、2人が使っている情報屋が家族を殺され、自分もフリーウェイに身を投げて自殺する事件が発生。さらにFBIの潜入捜査官2人も囮捜査の現場で殺される。どうやら南米と北米を結ぶ巨大なドラッグ密輸コネクション《ニュー・アンダーワールド・オーダー》に、合衆国司法機関の合同捜査の極秘情報が大量に漏えいしているらしい。FBIは合同捜査と関係がないマイアミ・バイスに白羽の矢を立て、《ニュー・アンダーワールド・オーダー》の拠点である南米コロンビアに乗り込み、麻薬ディーラーとして組織と接触し、情報漏えいのルートを見つけ出す特別任務を彼らに与える。