2004 年，陆川推出了他的第二部作品《可可西里》，这部电影改编自真实事件，讲述了记者尕玉（张磊饰）跟随巡山队进入可可西里，一路上目睹了巡山队与盗猎者之间的残酷斗争，深刻感受到了他们为保护藏羚羊所付出的巨大牺牲 。

为了拍摄这部电影，陆川带领剧组深入可可西里无人区，在极其恶劣的环境下进行拍摄。演员们不仅要面对高海拔带来的身体不适，还要在风沙、严寒中完成各种艰苦的拍摄任务。据说，为了追求真实的效果，演员们在拍摄过程中几乎没有使用替身，亲自上阵完成了许多危险的动作场面。

在影片中，陆川运用了大量的长镜头和全景镜头，展现了可可西里壮丽而又残酷的自然风光，让观众仿佛身临其境。比如影片中巡山队在茫茫戈壁中追逐盗猎者的场景，广袤无垠的沙漠、远处连绵的雪山，以及巡山队员们坚定的身影，构成了一幅极具视觉冲击力的画面，让观众深刻感受到了人类在大自然面前的渺小，以及保护自然的重要性与紧迫性。

陆川还通过对人物形象的刻画和情节的设置，深入探讨了人性、道德与生存的主题。影片中的巡山队员们，他们没有先进的装备，没有充足的物资，甚至没有法律赋予的执法权，但他们凭借着对这片土地的热爱和对生命的尊重，毅然决然地与盗猎者展开斗争。他们的行为虽然充满了正义，但在现实面前，也不得不面临着诸多无奈和困境。例如，为了给受伤的队员筹集医药费，他们不得不卖掉收缴来的藏羚羊皮，这一行为虽然违背了法律，但却是出于对队友生命的拯救，这也引发了观众对于道德与法律之间冲突的思考。

而盗猎者们，他们为了追求利益，不惜杀害珍贵的藏羚羊，他们的行为看似可恶，但影片也展现了他们背后的无奈与挣扎，他们大多是生活在社会底层的人，为了生计而被迫走上这条违法犯罪的道路。这种对人性复杂性的刻画，使得影片中的人物形象更加立体、真实，也让观众在观影过程中产生了更多的思考。

《可可西里》上映后，凭借深刻的主题、震撼的画面和精彩的表演，获得了国内外多个重要奖项，包括第 25 届中国电影金鸡奖最佳故事片奖、第 41 届台湾电影金马奖最佳影片奖、第 55 届柏林国际电影节堂吉诃德奖特别提及奖 、第 17 届东京国际电影节评委会特别奖等。这部电影不仅让陆川的导演才华得到了更广泛的认可，也让更多人关注到了可可西里的生态保护问题，具有深远的社会意义。