故事发生在二十世纪三十年代的上海。二十年前的一场家族恩仇铸成一段日后的悲喜人生。岁月如梭,当年从襁褓中分离的杨慕初(钟汉良 饰)、杨慕次(钟汉良 饰)兄弟俩,如今一个是留学海外学成归来的著名的医生;一个则留学日本,归国后参加了中共地下党。慕初在英国留学期间,曾参加“雷霆”科学研究,而此时日军在上海正研制一种神秘的细菌武器,一旦研制成功,将对人类造成极大的伤害。日军的这一计划同时被国民党军统局和中共地下党所知悉,国共双方都在第一时间作出决定,不能让日军的阴谋得逞。潜伏在中国数十年的日军王牌间谍徐玉真(李颖 饰),正是他策划了二十多年前的杨家家族惨案,如今他又要故伎重演。杨家两兄弟由刚开始的误解、猜忌,慢慢转变成同仇敌忾的战友......
1948年,解放军发动了辽沈战役,个别城市先行解放。郴城就是其中之一。但是国民党潜伏特务、散兵游勇、惯盗悍匪等多重阴霾使郴城陷入了不战而乱的困境,混乱和萧条充斥这个大城市的角落。原地下党员秦天亮为了使群众在新政权下重拾生机,迎接挑战,接任了郴城军管会主任。秦天亮带领侦查处处长技连才、保卫处处长孙大虎以及国外留学回国的侦查顾问耶律麒开展了一场脱胎换骨的改造工作。耶律麒对新政权一直抱着怀疑态度,虽是私家侦探专家,却一直本着一天和尚撞一天钟的态度与军管会各级干部始终保持距离。但他在这些共产党人新同行的感召下,在榜样的影响下终于变成了一名坚强的战士,发挥自己的推理特长,抽丝剥茧层层深入,在领导的运筹和同事的帮助下,最终粉碎了潜伏特务企图暗杀中央领导人的阴谋。