1941年天津，中共地下党策划劫持日军高级情报人员吉田。日方在报纸上大肆歪曲宣传，导致中共在国际舆论中形势不利。不为人知的是，身为英租界警务处副处长、真实身份为国民党军统局天津站高级特工的周孝存，才是吉田事件的元凶。而周孝存的小舅子冯九思，作为秘密的中共预备党员，为行动提供车辆被组织列为怀疑对象。军统为毁灭行动证据冒名我党身份处决杨耀祖及其妻儿。一方面，冯九思急于自证清白，可疑男子成为他追查的线索。另一方面，周孝存回想起在事发现场出现过衣着身形与冯九思相似的男子，令他不禁忧虑。不久，小仓直人被日军调遣为天津租界课课长彻查吉田事件，并派杀手秋本对中共地下组织进行围剿。暗杀场面碰巧被知名美女作家蓝青瑶目击。

暗杀事件惊动租界警务处。冯九思重返现场调查时意外发现凶手瘸子。地下党员杨炳新同时前往事发现场不慎被警察摄入照片。就暗杀事件冯九思暗地与宋远桥展开双线竞争，为了寻找幸存者，冯九思派人搜查全城黑诊所。吉田事件组织者、中共地下党雷大宏也遭到暗杀，死前他叮嘱杨炳新没有确凿证据切不可动冯九思。某日，宋远桥约请蓝青瑶喝咖啡，冯九思也携名媛王宝莲出现。两桌争锋相对，蓝青瑶愤愤而去，此时王宝莲才知蓝青瑶竟是冯的旧相好。冯九思通过画像惊奇发现，老杨便是可疑男子。两人在警务处门口不期而遇，而杨炳新也被杀手秋本盯上。同时，立仁证券所，周孝存将杨炳新的画像交给手下调查。冯九思通过帮派人物龙二得知杨家兄弟的异常情况，引人深思。

慈善晚宴现场，小仓有将作家身份的蓝青瑶培养成亲日表率的想法。携王宝莲赴宴的冯九思与嫉妒不已的蓝青瑶一番舌战，这引起小仓的注意。没能参加晚宴的周孝存失去搜集情报的机会在家如坐针毡。某日，杨炳新与冯九思在街头相遇，两人短暂交手并互相质问吉田事件真相。蓝青瑶发表的虚构小说《神探九哥》，与天津发生的命案不谋而合引起多方关注。小仓深感连载对日本人大为不利，下令给蓝青瑶以警告。同时，冯九思和杨炳新猜疑对方把凶手引来才导致“鸽子”被杀。周孝存为不让冯九思插手此案而交给宋远桥负责。摆脱跟踪的冯九思与杨炳新在棚户区见面，根据“鸽子”死前血书猜测凶手是内奸。晚上，冯九思将自己对案情的推断告诉蓝青瑶，询问是否和她的新作不谋而合。

周孝存将杨炳新的画像交给宋远桥去调查。冯九思建议蓝青瑶更改《神探九哥》的情节，以免描写过于逼真而惹祸上身。同时，小仓获知中共两名高级情报人员“四爷”和“财神”正在天津活动，他分析认为周孝存、冯九思一家人嫌疑最大。由于蓝青瑶的小说威胁到日军计划，小仓下令给蓝青瑶以警告。当晚，蓝青瑶收到子弹警告，幸好冯九思及时赶到。隔日，军统天津站站长纪汉臣下令周孝存找出与警务系统颇有渊源的“四爷”。蓝青瑶告诉冯九思已取消报纸小说连载，有约先行离开。而后，冯九思找到幸存者李狗子，突然而至的杨炳新告诉冯九思凶手就在附近。经过较量杨炳新被秋本击晕，李狗子被杀，冯九思不慎手臂中弹。冯素梅赶到医院，对手术中的冯九思十分担心。

在现场，周孝存得知“车夫”杨炳新逃过一劫，猜测“狸猫”杨耀祖未死，也怀疑冯九思的身份。出于顾虑，周孝存设计从医院劫走杨炳新。另一边，令小仓满意的秋本就是杨耀祖，杨耀祖立誓一定将天津共产党赶尽杀绝。医院里，蓝青瑶撞见冯九思与王宝莲打情骂俏，冯远桥的到来，令四人关系尴尬。经了解冯九思怀疑，周孝存跟杨炳新的失踪有关。隔日，冯九思和宋远桥都请求处分，周孝存斥责他们请罪重要的是破案。而后，周孝存担心吉田事件败露，下令不留杨家兄弟活口，不料杨炳新成功逃脱。他存命人寻找冯九思，杨必定见他，找好时机再次下手。同时，蓝青瑶回家遇见冯九思，内心欣喜，但冯九思希望青瑶与宋远桥情投意合，蓝青瑶见冯九思如此绝情，冷眼相对。