二十世紀50年代，由於國內外形勢的發展變化，中國自主的核工業計劃正在如火如荼地進行當中。北京市公安特勤所所長龍飛進入到護送核專家行動組並擔當了第壹次運送任務的負責人，漂亮的女乘務員辛紅羽對龍飛壹見傾心，然而列車上的四位核專家對國家核武器研發的整體計劃極為關鍵，龍飛責任重大，不敢有絲毫懈怠。龍飛在列車上發現並抓捕了破壞運送核專家任務的犯罪嫌疑人，在突審的當口列車突遇前方鐵軌上的包裹，龍飛帶人急忙趕去，不料列車突然爆炸，四位核專家當場殞命。
龍飛在案件審查過程中遇到核科學家楊佑亭的女助手謝寶音。
杜明明是別人要給龍飛介紹的女朋友，然而卻在龍飛出差期間與他的同事加好友肖克確定了戀愛關系。在列車鐵軌上發現的包裹被證實為遭到肢解的人體軀幹，壹系列的碎屍案件的頻發令火車爆炸案的偵破變得撲朔迷離。
碎屍案的真兇終於浮出水面，兇手尹大龍異常兇殘狡猾，在經過精心策劃後，兇手設計劫持了秘密運送的核專家楊佑亭。經過壹番偵破，龍飛、肖克等人發現了幕後指使——梅花組織的上級特務周明天，龍飛借機潛伏成特務，力圖打入梅花黨組織內部。不料任性的杜明明也潛伏至周明天身邊，陷入與周明天、肖克的“三角戀愛”中。
之後杜明明被掐死於體育館中。
被劫持的核專家楊佑亭被發現有假，原來有人冒充並試圖進入核基地。周明天被最終證實不是爆炸案的實施者，這背後另有其人。
周明天被打下山崖，梅花黨組織的壹些成員也被緝拿歸案，似乎已經平靜的生活仍然隱藏了更大的罪惡與真相。謝寶音欲毒害龍飛且殺死了辛紅羽，還想殺死楊教授，最終自殺。龍飛從壹系列的事件中，覺察出了敵人的蹤跡，原來真正的敵人——梅花黨組織的更大頭目就常年埋伏在公安組織的內部。