《三大队》的原型故事是一个关于警察追凶的真实故事，根据纪实文学《请转告局长，三大队任务完成了》改编。

故事的主人公是程兵，他是一名刑侦大队队长，带领着三大队的警员们，办理了一起恶性案件。这起案件发生在2002年8月22日，两名嫌犯王大勇和王二勇入室抢劫强暴了一名17岁的女孩，还用刀刺伤了她的喉咙，导致她成了植物人。

三大队在案发后不久就抓获了王大勇，但王二勇却逃之夭夭。在审讯王大勇的过程中，三大队的警员们出于义愤，对他使用了一些手段，不料却导致他因为先前被群众殴打而意外死亡。这样一来，三大队就被牵连入了一场刑讯逼供的丑闻，程兵和其他四名警员被判入狱，三大队也被撤销了。

程兵在狱中度过了八年的时间，期间他一直没有放弃对王二勇的追查，他收集了各种线索和信息，还和三大队的老战友们保持着联系。2009年，他出狱后，继续以普通人的身份寻找王二勇的下落。他辗转了多个省份，做过各种工作，最后在贵州当了一名送水工。

2013年9月，程兵终于在贵州发现了王二勇的踪迹，他和他的战友们合力将他抓获，并交给了警方。这样一来，他们终于完成了自己心中的任务，为受害女孩和家属讨回了公道，也为自己洗刷了长达十二年的不白之冤。

《三大队》的早期宣传

2020年9月，万达影视集团发布了2021-2022年度片单，《三大队》位列其中。

2022年11月12日，万达影业发布2022年至2023年待映片单，该片在列。11月18日，万达电影表示，该片已筹备开机。

2023年3月，新浪娱乐讯电影《三大队》曝光路透照，张译、王骁、高叶三人继狂飙之后再次同框。片场还看到张子贤、魏晨等；9月15日，该片官宣定档12月15日，并发布“大案背后”定档预告；9月29日，该片发布中秋海报；10月31日，该片发布“执念不灭”预告；同日，该片发布角色阵容海报。