Police fédérale, Los Angeles

Véritable tête brûlée, Richard Chance travaille pour les services secrets américains. Le jour où son coéquipier Jimmy Hart est abattu alors qu'il menait une opération en solo pour coincer le faussaire Rick Masters, Chance, obsédé à l'idée de se venger, décide de monter un coup tordu des plus illégaux avant l'arrivée de son nouveau coéquipier, John Vukovich, en braquant un convoyeur de fonds... qui s'avère être un agent du FBI infiltré et qui est abattu accidentellement. Obstiné, Chance continue à tendre son piège autour de Masters, malgré le déluge de violence qui s'abat autour de lui.

Agents des services secrets américains, Richard Chance et son ami Jim Hart sont affectés à Los Angeles dans le service des contrefaçons, où ils traquent Rick Masters, un faux-monnayeur qui nargue les autorités. Chance a la réputation d'avoir un comportement imprudent, tandis que Hart est à l'approche de la retraite. Un jour, Hart se rend seul dans un entrepôt qui servirait d'imprimerie pour les activités illégales de Masters, avant d'être repéré par ce dernier et son garde du corps, Jack, qui l'abat de sang-froid. Choqué, Chance est déterminé à venger le meurtre de son ami. Le patron de Chance lui adjoint une nouveau partenaire, l'intègre John Vukovich, avec lequel il réussit à s'entendre. Les deux agents tentent d'obtenir des informations sur Masters en mettant un de ses associés criminels, l'avocat Max Waxman, sous surveillance. Vukovich s'endort pendant la surveillance et, par conséquent, ils ne parviennent pas à attraper Masters en train d'assassiner Waxman. Alors que Vukovich veut s'en tenir au livre récupéré chez Waxman, Chance devient de plus en plus téméraire et contraire à l'éthique dans ses efforts pour attraper Masters. Alors que Chance se fie à sa relation avec Ruth, une libérée conditionnelle qui lui sert d'indic, Vukovich rencontre en privé l'avocat de Masters, Bob Grimes. Grimes, reconnaissant un conflit d'intérêts potentiel qui pourrait ruiner sa pratique juridique, accepte d'organiser une réunion entre son client et les deux agents, qui engagent Masters en se faisant passer pour des banquiers de Palm Springs intéressés par les services de contrefaçon de Masters. Masters est réticent à travailler avec eux, mais accepte finalement d'imprimer pour 1 million de $ en faux billets.

À son tour, Masters exige 30 000 $ en argent comptant, ce qui est trois fois la limite autorisée par l'agence pour acheter de la fausse monnaie. Pour obtenir de l'argent, Chance persuade Vukovich de l'aider à voler Thomas Ling, un trafiquant à qui Ruth avait précédemment dit que Chance apportait 50 000 $ en espèces pour acheter des diamants volés. Chance et Vukovich interceptent Ling à la gare Union Station et saisissent l'argent dans une zone industrielle. Des hommes de Ling les suivent et, tout en observant le vol, ouvrent le feu et tirent accidentellement sur Ling. Chance et Vukovich tentent de leur échapper à travers les rues, les autoroutes et même l'un des canaux de contrôle des inondations, avant de parvenir à leur échapper en roulant à contre-sens sur l'autoroute. Le lendemain, à la fin de leur briefing quotidien, leur chef lit un bulletin du FBI annonçant que Ling était son agent secret, enlevé, volé et assassiné lors d'une opération sous couverture. Seule une description générique des agresseurs et de leur véhicule est donnée. Bien que Chance et lui n'aient pas tué Ling, Vukovich, submergé par la culpabilité, commence à paniquer tandis que Chance conserve son sang-froid et se concentre uniquement sur l'arrestation de Masters. Incapable de persuader Chance de clarifier leur rôle dans la mort de Ling, Vukovich rencontre Grimes, qui lui conseille de se rendre et de témoigner contre Chance en échange d'une peine plus légère. Vukovich refuse d'impliquer son partenaire.

Chance et Vukovich rencontrent Masters pour l'échange. Après avoir rapidement examiné les faux billets, les agents, au moment de payer Masters tentent de l'arrêter avec son compère Jack, mais celui-ci et Chance s’entre-tuent tandis que Masters s'échappe. Vukovich le pourchasse en se rendant dans un entrepôt dont un informateur précédent leur avait parlé. Au moment où il arrive, Masters a mis le feu à tout ce qu'il y avait à l'intérieur, détruisant toutes les preuves. Masters demande d'abord à Vukovich pourquoi il n'a pas suivi les conseils de Grimes pour livrer son partenaire, révélant que Grimes travaillait pour le compte de Masters depuis le début. Vukovich, d'abord stupéfait par la révélation, frappe violemment Masters qui, peu après, attrape une planche avec laquelle il assomme Vukovich. Masters recouvre ensuite Vukovich de papier déchiqueté auquel il va mettre le feu lorsque Vukovich reprend conscience et abat mortellement Masters, qui brûle vif.

Vukovich rend visite à Ruth alors qu'elle fait ses bagages pour quitter Los Angeles. Il mentionne la mort de Chance, déduisant qu'elle savait depuis le début que Ling était un agent du FBI. Il sait que Chance lui a laissé l'argent restant que son agence veut maintenant récupérer, mais Ruth dit qu'elle en avait besoin pour payer les dettes qu'elle devait. Vukovich lui annonce qu'elle va désormais travailler pour lui.

Tourné pour un budget de 6 millions de dollars[3], Police fédérale Los Angeles sort dans les salles américaines début novembre 1985 dans 1 135 salles et rapporte 4 875 839 $ de recettes lors de son premier week-end d'exploitation[9], faisant relativement mieux que le précédent film de William Friedkin, Le Coup du siècle, qui n'avait que totalisé 3 520 605 $ en week-end d'ouverture[10]. Après huit semaines d'exploitation, le film finit avec 17 307 019 $[9]. Sans pour autant être un énorme succès commercial, le film a bien fonctionné au box-office[11].

En France, le film connaît un impact limité au box-office avec 276 109 entrées[12]. Pour sa ressortie, le long-métrage totalise 5 619 entrées[13].