近年来，西北悬疑剧凭借其浓厚的地域特色、复杂的叙事方式以及紧张的对抗氛围，成功吸引了大量观众的目光。今年，随着《沙尘暴》的热播，观众们更是亲身体验到了西北悬疑剧所蕴含的独特魅力。再加上段奕宏、张瑶、王锵、张佳宁、黄小蕾、杨新鸣等一众实力派演员的加入，《沙尘暴》无疑成为了倍受瞩目的作品。
剧集一开始就以高能场面引人入胜，两个供热站的工作人员在清理锅炉煤渣时，意外发现了一具被烧焦的不明尸体，这一发现让他们惊慌失措。最终，刘三成和王良迅速将这一消息报告给了站长丁宝元，丁宝元随即报警。
该供热站共有八名员工，除了站长丁宝元和两名目击者刘三成、王良外，还有两个替班的工人。按照常理，遇到这种情况，丁宝元作为站长应该保护好案发现场，可他竟然允许运煤车进场，甚至让司机进来看热闹，这使得陈江河产生了怀疑，认为丁宝元可能想通过运煤工人来破坏现场。
随着警方确认尸体为程春，丁宝元当晚潜逃，这一举动更是让陈江河坚信他就是凶手。很快，陈江河便在师父的帮助下将丁宝元捕获，而丁宝元也亲口承认了自己杀害程春的罪行，案件似乎迎来了结局。
然而，八年后，丁宝元却突然否认了自己的罪行，甚至声称是师父葛大杰对他实施了刑讯逼供。为何丁宝元要改变口供？程春的真正凶手又是谁？
如果没有刘盈盈的自首，陈江河也无法得知，原来真凶是刘三成。八年前，陈江河作为一名备受领导重视的刑警，原本有机会调入省城工作，却因师父突发意外，被迫留在基层。八年后，陈江河变成了一个懒散不拘的放羊警察，似乎已经忘记了当年的焦尸案。
直到高学历刑警罗英玮前来询问案件细节，陈江河才得知省级领导决定重新调查这起案件。在重新审视案件过程中，陈江河与罗英玮产生了分歧，他不满对方“疑罪从无”的立场，并认为罗英玮过于强硬。然而，随着调查的深入，陈江河逐渐发现，这个案件远比他想象的要复杂，背后涉及了刘盈盈、王良、孙彩云等人的悲惨过去。
从罗英玮的角度来看，刘三成和王良这对师徒有串供的嫌疑。为了尽早揭开真相，罗英玮决定进行实验，将一头与受害人体重大致相同的肥猪放进锅炉，结果猪没有烧透，反而烧出了另一具尸体。这个意外的发现，让原本就紧张的案件陷入了新的困境。
幸运的是，罗英玮凭借DNA侦破技术，发现八年后焦尸的身份正是王良。由于案发时现场有四人，而丁宝元和王良已经被控制，罗英玮把调查重点转向了刘三成，并推测他可能因为害怕王良暴露自己的罪行而将其杀害。至于第四个穿球鞋的目击者，由于无法确定其性别，罗英玮只能对刘三成进行录像审讯。
就在关键时刻，刘盈盈主动自首，透露了她亲手杀害王良的经过。原来，刘盈盈曾是一个拥有光明前途的少女，但由于父亲重男轻女，她被迫放弃了自己的大学梦，转而帮助弟弟。最令人震惊的是，刘三成竟然为了让王良为自己作伪证，竟然对女儿下药，导致刘盈盈在不清醒的状态下被王良性侵。