《三大队》的原型故事源于一个真实案件，讲述了一位名叫程兵的刑警大队长的坚持与牺牲。程兵在2002年8月22日接到一起恶性案件的报警，一名17岁的少女在家中被两名入室盗窃的歹徒侵犯并重伤，最终成为植物人。
该故事后来被改编成纪实文学《请转告局长，三大队任务完成了》，并进一步改编成电影《三大队》。电影中，程兵带领着他的三大队警员们，办理了一起恶性案件。这起案件是在2002年8月22日发生的，两名嫌犯王大勇和王二勇入室抢劫并强暴了一名17岁的女孩，头上有一处明显伤口，流血不止。随后赶来的120医生把女孩送上救护车后，技术队民警继续对案发现场进行勘察。后经受害者家属确认，当晚家中财物被洗劫一空，经济损失在6万元左右，而最令他们痛心的还是女儿一一经医院全力救治，女孩虽然挽回了生命，但因脑部受到重创，成为植物人。法医从受害女孩的体内提取到了精斑，又从阳台窗框上采集到了指纹，经比对核查，指纹比对只中的是曾有盗窃前科、并被公安机关打击过的四川籍犯罪嫌疑人王大勇，DNA比对中的则是王大勇的弟弟王二勇。
在案发后不久，三大队就成功抓获了王大勇，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。这一事件引发了公众的愤怒和三大队的刑讯逼供丑闻。程兵和其他四名警员因此被判入狱，三大队也被撤销了。在狱中度过了八年的时间，程兵从未放弃对王二勇的追查。
程兵出狱后，他伪装成送水工人，来到了贵州，最终揭露了王二勇的身份，并将其绳之以法。这是一个孤胆英雄的故事，是一个执着于真相的故事。
电影《三大队》对比原型故事还有至少九处明显改编，包括遇害女孩的年龄、犯罪过程的细节、王大勇之死的原因和过程、以及程兵和其他警员的命运等。