随着一桩焚尸旧案被重新调查，基层民警陈江河被调回了库鲁县，然而他未曾料到，八年后这个小城竟成了充斥着骗子、撒谎的真凶和复仇的牺牲品的地方。
毫无疑问，当陈江河踏入旧案重启的那一刻，整座小城的军民早已将他锁定，他的每一步都在他们的视线之中。尤其是他对抓捕凶手的执着，更是让他成为众多恶人的陷害对象。
很快，接二连三的不幸降临：师父因病去世，搭档罗英玮意外遭遇车祸，甚至连自己也被丁宝元冤枉入狱。这一连串突如其来的变故让陈江河瞬间慌乱，但幸运的是，罗英玮命大，幸存了下来，这也给了陈江河继续追查真相的勇气。
案件的开端与丁宝元有关，陈江河因此决定对他实施二十四小时监控，并与搭档罗英玮共同寻找他的漏洞。最终，在丁宝元因妻子孙彩云之死而动情发声时，真相渐渐浮出水面。
《沙尘暴》的剧情开局便充满了张力，八年前的焚尸案中，丁宝元已亲口承认罪行，但在服刑的第二年，他开始不断上诉，宣称自己被冤枉。背后到底是丁宝元试图为自己洗清冤屈，还是有人暗中操控他上诉？又或者，丁宝元另有复仇计划？这些问题困扰着陈江河和罗英玮。
随着调查的深入，他们发现烧焦的尸体频频出现，这表明丁宝元并非当年的凶手，因此他被暂时无罪释放。这个新发现让陈江河和罗英玮更加好奇，究竟是谁在背后操作，制造“焦尸轮回案”，其真正的意图又是什么？
随着侦查技术的进步，罗英玮意外发现了案发现场的第六组脚印，发现其大小与痕迹竟与衣锦还乡的刘大志完全一致。为了尽快揭开谜底，罗英玮带着陈江河前往刘大志的家，却意外发现刘大志神秘失踪。更令人震惊的是，刘大志的尸体竟然在罗英玮离开刘家后的第二天，被发现扔进了供热站的锅炉里。
剧情的发展越来越扑朔迷离，孙彩云最终也成为了幕后黑手的牺牲品，且尸体被残忍地塞进了锅炉。表面上看，孙彩云多次婚内出轨，甚至在丁宝元服刑期间让儿子认别人当父亲，丁宝元因此愤怒，报复她似乎理所应当。然而，令人意外的是，丁宝元坚决否认自己杀害孙彩云，甚至表示即便他憎恨她，也不会让儿子失去母亲，绝不会让情敌关乔全身而退。
然而，所有证据再次指向丁宝元，陈江河只能借机逼迫他透露真相。最终，真相水落石出，原来丁宝元当年承认罪行，是为了替孙彩云顶罪。孙彩云因不满丁宝元与程春暗中做皮肉生意，便尾随两人回家，甚至与程春发生了激烈冲突。丁宝元回忆起，当时孙彩云说程春并无大碍，只是脸上有些抓痕。至于程春后期为何会出现在锅炉房，丁宝元由于醉酒并不清楚，但他回忆起曾在夜晚听到过狗叫声，可惜当时并未在意。
陈江河从丁宝元的叙述中推测，凶手在案发当晚进入的时间，肯定是在王良和刘三成两人值班期间，且两人中的某一个肯定是开门的那人。更令人震惊的是，丁宝元透露了孙彩云和王良是同乡的秘密，并且孙彩云曾提到过王良可能喜欢程春。