即将退休的陈雷检察长来到松嫩调查旧案，却发现40年前的一声枪响，留下了两枚弹头。陈雷陷入回忆……上世纪五十年代初，烈士遗孤陈雷留苏归来，回到家乡松嫩。回国当晚，红星剧院被特务安放了炸弹，陈雷假称自己会排爆，与松嫩市检察长赵元普来到剧院，协助好友公安局刑侦科长张旭成成功排除了炸弹，并与自己阔别四年的女友京剧名伶丁绣文重逢。二人倾诉别离之情，商议结婚事宜。但因诸多事由，两个人同时也对他们的婚姻忧心忡忡。

陈雷不顾条件的艰苦，来到松嫩检察署工作，上班没几天，就向检察长表达了想与丁绣文结婚的愿望。考虑到与陈雷死去的父亲是老战友，赵元普默许了他的请求，提出要见见丁绣文。检察署成立三周年，陈雷提议让京剧团来署里进行慰问演出，得到赵元普同意。演出当晚，绣文在唱《锁麟囊》时突然晕倒，她的反常引起了赵元普的猜疑。陈雷为了安慰丁绣文，正式向检察署递交了结婚报告。赵元普收下报告，按组织程序对丁绣文的历史进行外部调查。

赵元普发现丁绣文在解放前曾经为国民党特务唱过堂会，为不影响陈雷的政治前途，他秘密约见丁绣文，表达了反对两人结合的态度。陈雷询问赵元普的决定，被告知不能结婚，两人发生争执。丁绣文要求组织重新审查自己的历史，给出一个正确的结论，但未能如愿。绣文十分沮丧，准备离开松嫩去上海。瞒着陈雷订好了去上海的车票。陈雷来到剧院，发现绣文已经不辞而别，心急如焚的陈雷赶到车站，追回了绣文。因结婚报告得不到批准，陈雷请求调离检察署。

为不影响陈雷的前途，丁绣文决定再次离开松嫩。她与赵元普见面，希望能在国庆前夕调开陈雷，以便她顺利前往上海。赵元普安排陈雷去王家屯查案，遭到陈雷拒绝。丁绣文含泪说服陈雷安心工作，表示永远不会离开陈雷。剧团进行国庆演出，周幼芳为争演主角，与丁绣文发生口角，丁绣文表示，自己只唱一场就离开松嫩。陈雷发现一件积案存在疑点。为澄清案情，陈雷耽误了回松嫩的行程。汇演当晚，丁绣文结束演出后，在剧院外中弹身亡。

王家屯积案顺利告破，陈雷赶回松嫩。张旭成告知丁绣文的死讯，陈雷悲痛欲绝。公安局的调查工作陷入困境。因丁绣文解放前为特务唱过堂会，局里决定对丁绣文的社会关系进行调查。陈雷整理绣文遗物，碰见来搜查的张旭成，两人发生冲突，张旭成告诉陈雷，现在最重要的是还绣文清白。市委成立联合调查组。陈雷加入，以检察员的身份，提前介入案件。案件排查过程中，周幼芳和丈夫肖光华引起调查组的怀疑。