夏晴、夏雨姐妹的父母是共和國黨地下工作者。抗戰勝利時，國民黨情報機關綁架了夏雨，姐妹從此失散。 1950年代末，夏晴受組織委派到香港工作。丈夫宋小濤在和臺灣特務打交道的過程中，被特務盯上。為了安全起見，組織上決定讓夏晴隨宋小濤壹起回到內地。然而在經過海關的時候，喪心病狂的臺灣特務制造混亂，槍殺了宋小濤。夏晴看著丈夫在自己懷裏死去，無能為力。
回到廣州，夏晴主動要求去公安局工作。她被派到了公安局刑偵處，見到了宋小濤當兵時的戰友，也在刑偵處工作的汪衛明。汪衛明得知宋小濤犧牲，發誓要好好照顧夏晴和她的女兒佳佳。宋小濤的父親，是市公安局二處處長，負責反特工作。因為在壹次案件中堅持原則，被調離崗位，轉到國防工廠326廠任保衛處長。
1960年代初，夏晴調到公安局二處工作。在女兒上學的幼兒園，她見到了剛剛調來的班主任何梅。何梅的音容笑貌，讓夏晴覺得她有可能是自己失散多年的妹妹夏雨。但宋濤否定了夏晴的猜想，認為夏雨早已被國民黨特務所殺，何梅不可能是夏晴的妹妹。多年共事，汪衛明對夏晴產生了感情，由於自己是宋小濤的好朋友，他不能對夏晴表露出自己的感情。夏晴對汪衛明也有好感，但也因為種種原因，不能有所表示。
326廠負責研制的DH導彈機密被臺灣特務獲得，公安局領導要求立即破案。夏晴在二處處長周大年的率領下，參與了對敵特的鬥爭。經過縝密偵查和分析，夏晴和自己小組的同誌鎖定了潛伏特務謝其庸和他的秘密據點，在臺灣特務前來接應的時候抓獲了特務，並用計逼迫謝其庸自首。謝其庸投降後，交代了有關自己特務活動的細節，但他拍攝的DH導彈的機密文件膠卷，卻被另壹潛伏特務江曉榕帶走。
汪衛明在幼兒園結識了漂亮的何梅，並壹發不可收拾地和她談上了戀愛。夏晴仍隱約覺得何梅可能是自己失散多年的妹妹，同時，她也對汪衛明與何梅之間的感情發展感到不快，但她並不能阻止汪衛明和何梅。香港方面傳來消息，認定共和國公安機關內部有壹個臺灣潛伏特務。根據種種跡象分析，夏晴和二處處長周大年認為汪衛明極有可能是那個潛伏的特務。然而從感情上，夏晴卻無法相信汪衛明是敵人。夏晴在感情和理智的激烈矛盾中努力尋找平衡，內心極為痛苦。後來，夏晴發現何梅同時也與壹個海軍軍官交往，並把此事告知了汪衛明。汪衛明果斷地與何梅斷絕了關系。
臺灣方面為了獲得膠卷，委派經驗豐富的特務王柏石前往廣州接應，準備取走膠卷。通過仔細調查和分析，夏晴制定了壹套超乎尋常的抓捕方案，最終在王柏石前往妻子墓地的時候抓獲了王柏石，拿到了王柏石藏匿的膠卷，同時也逮捕了準備逃往香港的江曉榕。夏晴和其他同誌順藤摸瓜，在汪衛明的幫助下抓獲了潛伏在派出所的特務——民警小侯。排除了對汪衛明的懷疑，夏晴終於對自己多年的戰友坦白了內心感情，二人正式確立了戀愛關系。
壹太平洋島國特使前往廣州，與我國政府秘密談判建交、並與臺灣當局斷交事宜。臺灣方面狗急跳墻，決定破壞此次談判。臺灣高級情報人員馮友恒親自前往廣州，“喚醒”由他訓練並安插的潛伏特務何梅，讓其協助。汪衛明受組織委派，冒充潛伏在派出所的敵特小侯，與特務周旋。在此過程中，夏晴通過詢問多年前被宋濤抓獲的特務梁華全，得知何梅的真實身份，對汪衛明和何梅的見面充滿擔憂。
汪衛明終於和何梅見面，何梅並沒有懷疑汪衛明，卻對汪衛明表示，自己對他壹往情深。在汪衛明的協助下，夏晴等人在關鍵時刻挫敗了敵特試圖竊聽秘密會談的陰謀，並進壹步掌握了馮友恒等特務的行動計劃。
何梅實際上就是夏晴失散多年的妹妹夏雨。被國民黨情報機關綁架後，她被帶到了臺灣，並被馮友恒訓練成了壹名潛伏特務。馮友恒謊稱，她的養父梁華全被共產黨公安機關槍斃，思想感情已經完全被毒化的何梅懷著為養父報仇的目的潛往廣州。當何梅得知當年抓捕梁華全的人就是宋濤時，她決定對宋濤的孫女佳佳下手。在此關鍵時刻，宋濤趕到幼兒園，阻止了何梅。汪衛明也隨即趕來，卻被瘋狂的何梅用毒針殺死。絕望的何梅打算自殺，被宋濤及時制止。
夏晴帶人抓獲了何梅，卻在醫院裏送別了犧牲的未婚夫汪衛明。夏晴告訴何梅，她就是自己尋找多年的妹妹夏雨，但現在她已經成了自己的敵人。何梅無法相信這是真的，夏晴讓何梅的養父，多年前被宋濤抓獲的特務梁華全與何梅見面，何梅這才發現自己壹直被壹個巨大的謊言所欺騙，悔恨交加。
馮友恒在破壞計劃流產之後，準備逃跑。夏晴動員何梅戴罪立功，用假情報騙過馮友恒。夏晴強忍自己失去汪衛明的痛苦和仇恨，征得領導機關同意，放走了已成為甕中之鱉馮友恒，利用馮友恒母親仍在大陸、馮友恒對母親的孝心，實現了對馮友恒的戰略性策反。
臺灣情報機關獲取情報和破壞會談的計劃全盤失敗。夏晴和自己的戰友們為了共和國的安全做出了不懈的努力，承受了巨大的犧牲。在壹場艱苦卓絕的鬥爭中，他們展現了共和國公安人員的信念、理智和專業精神，他們是共和國真正的風流人物。
