從東北到重慶後，針對重慶黑惡犯罪的新特點，王立軍以卓越的組織指揮，創造了在國內外引起強烈反響的打黑“重慶經驗”，贏得了人們的充分贊譽。在“打黑除惡”鬥爭中，王立軍堅決執行中央領導同志的重要指示和市委決定，帶領全市3萬名公安將士日夜奮戰在“打黑除惡”一線。他放棄了所有節假日，廢寢忘食、通宵達旦、晝夜循環，每天工作16個小時以上，成為他的工作常態。
在打黑鬥爭中，他率先垂範、親臨一線，既當指揮員又當戰鬥員。作為國際法醫顱面鑒定協會副主席、中國刑事科學技術協會常務理事和國際刑事科學、犯罪心理學等國內外多個學科的資深專家和學術帶頭人，他充分利用學術和技術專長，在大要案件偵破和“打黑除惡”中發揮了至關重要的作用。在偵辦2008年“7？29”長壽區大洪湖聚眾鬥毆和“11？23”南岸特大持械鬥毆案件中，他都親自主刀對被害人進行屍檢複查。在偵辦愛丁堡“6？3”槍擊案中，他親自勘驗現場、解剖屍體，作出了這是多個涉黑團夥為爭奪販毒市場而進行火並的準確判斷，精確鎖定14個特大涉黑團夥，揭開了“打黑除惡”的帷幕。作為“打黑除惡”的高潮，王立軍積極配合紀檢等部門，堅決查處了文強、彭長健、陳洪剛、謝德玖、黃代強、羅力等數十名政法公安隊伍內部的黑惡勢力“保護傘”。
在“打黑除惡”帶動下，公安業務工作全面提升，自2008年夏季治安綜合整治以來，重慶警方破獲刑事案件12.14萬起，打擊處理5.5萬人，命案破案率達94.8%，均創歷史新高。廣大網民發帖100萬條予以褒揚，餐飲、運輸、礦產等行業業主及10多個省市的群眾自發自費赴渝，向市委、市政府和警方贈匾送旗。中央電視台、英國BBC、美國CNN、鳳凰衛視、《中國青年報》等境內外媒體聚焦重慶。2009年中國十大民生決策排行榜上，“重慶打黑”名列首位。2010年2月28日，在重慶市“打黑除惡”專項鬥爭階段總結表彰大會上，王立軍被市委、市政府授予“重慶市人民衛士”榮譽稱號。2011年5月，王立軍被任命為重慶市副市長，分管公安、國安、司法、人武、信訪、維穩等工作。
正當大家把“打黑英雄”的光環送給他時，王立軍卻在接受採訪時稱“一個社會如果產生英雄，實際上是這個社會有病，這是社會的悲哀”。
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