1949年，解放大军南下，昆明即将解放，国民党保密局西南特区区长徐远举被捕。国民党西南特区二处处长汤伯凡身为徐远举的得力干将，得知恩师 被捕后，采纳参谋曹政的部署建议，带领部下极力营救。汤伯凡中了解放军营长曹山的埋伏，行动失败，与解放军周旋。副官赖广仁怀疑曹政是叛徒，曹政主张彻 查，汤伯凡击毙内奸陶副官。汤伯凡率部下前往西山取化学武器，被曹山围堵。此时汤伯凡发现，原来一直潜伏在自己身边的共产党卧底竟然真的是曹政。曹政、曹山协力，汤伯凡等 人落网。就在曹政、曹山兄弟二人团聚之时，狡猾的汤伯凡竟然逃脱。曹政奋力追捕，汤伯凡挟持了曹政的弟弟曹山。千钧一发之际，曹政向汤伯凡开枪，不料汤伯 凡却以曹山的身躯抵挡，曹政眼看着自己的弟弟中弹身亡。汤伯凡开枪击中曹政，曹政奋力还击，汤伯凡中枪后掉下了悬崖，曹政也终于倒地。1951年，云南边境。边防战士一如往常守卫在国境线上，然而他们并没有想到，就在距离国境线百米之外的那片密林中，一股国民党残余部队正隐伏 在那里，虎视眈眈地等待着。就在时针指向6点的那一刻，他们向哨卡发起了突然袭击，8名战士猝不及防，在猛烈的弹雨下，全部倒在血泊之中。紧接着，这股国 军残部在境内的七个村落策动了叛乱。

消息传来，令人震惊。仅仅16个小时之后，就要举行云南和平解放一周年庆祝大会。云南省公安厅厅长杜旭原命令治安处副处长万大齐负责维护活动现场的秩序，不得有任何差错。让万大齐没想到的是，活动刚刚开始，一个男人就倒在地上，死在了现场。20多岁的云南大学化学系助教吴敏发现的死者，她积极主动地配合调查，万大齐却一笑置之。死者男性，四十岁，腹部有明显的血迹，万大齐断言他是 被刀刺死的。人群中却突然有人质疑，他根据现场环境推断死者腹部的伤口不会在短时间内致命，所以死者身上一定另有枪伤。翻过尸体，死者背后果然有一个醒目 的枪伤。万大齐觉得这个人过于了解细节，怀疑他跟这宗杀人案有关，于是将他带回云南省公安厅。可是没想到的是，这个男人，曹政，居然是新上任的治安处处 长。吴敏回到家把现场发生的事情告诉父亲吴教授，吴教授若有所思。曹政觉得边防哨所被袭击的事情跟汤伯凡有关，他在曹山墓前许诺，这次绝不放过汤伯凡。万大齐挑衅地告诉曹政，厅长下令，八天之内必须抓到凶手，曹政表示八天足够了。曹政带着万大齐和梁志强再次勘查现场，怀疑现场还有第三个人。梁志强调查出死者名叫钱厚海，抽大烟，有个叫魏永新的定期到他家去卖货。曹政带领大家找到了魏永新。

经审问，魏永新承认自己卖大烟但从来没杀人，他在找钱厚海要大烟钱时撞见了杀手徐三德，因此被追杀。魏永新在被押送往昆明市看守所的途中被徐三 德连人带车冲下悬崖。徐三德到云安旅社和赖广仁接头，赖广仁表示现在就看阿边的了。耿光明回到自己家中边抽烟边听收音机，阿边突然出现，声称代表汤伯凡来 找耿光明要东西。曹政想知道从钱厚海身体里取出的弹头和自己在案发现场找到的弹头是不是从同一把枪里射出来的，梁志强建议联系547厂。邵小毛告诉曹政在市郊农 村发生了一场莫名其妙的火灾，人在屋里烧死了，可是房子一点没烧坏，大家赶往案发现场。关亚弟没找到曹政，告诉万大齐押送魏永新的车在路上出了事，万大齐 前往事发地。时逢下雨，山崖陡峭，万大齐简单勘查现场后离开。曹政等人到耿光明家，发现了耿光明与钱厚海的合影，推断也许魏永新认识耿光明，决定重新提审魏永新。万大齐说雨天崖陡自己没下去，魏永新的尸体应该还在山下。曹政爆发，怒吼万大齐，没有下悬崖怎么能说勘查过现场。曹政亲自下崖复勘，发现魏永新还活着。邵小毛回耿光明家取东西时，发现了鬼鬼祟祟的黄阿毛，于是将他带回治安处。万大齐正审问黄阿毛是如何杀死耿光明的，曹政却说他只是一个小偷，教育教育放了吧。

耿光明的验尸报告显示尸体并不是被烧死的，很有可能是中毒。曹政觉得死者并不是耿光明本人。曹政带着梁志强复勘现场，他们怀疑是耿光明让阿边喝 下毒酒后，两人换装，耿光明烧毁阿边。汤伯凡识破耿光明的计划，命手下到云南大学寻找耿光明。为确认死者的中毒情况，曹政梁志强到云南大学化学系找吴教授 帮忙。吴教授要出差，血液检验就交给了他的女儿吴敏。耿光明佯装成云南大学的清洁工，伺机偷溜进实验室做实验，他要在汤伯凡找到化学武器之前研究出销毁化学武器的方法，却不慎让吴敏收走了自己的笔 记本。杜旭原询问案件进展，万大齐言语中对曹政很是不满，杜旭原让万大齐虚心学习。徐三德进云南大学寻找耿光明，两人正巧撞上，徐三德举枪追杀耿光明。跑 走的耿光明趁吴敏离开实验室的间隙进去寻找自己的笔记本。吴敏回来继续实验，被身后的耿光明吓了一跳。耿光明只想要回自己的笔记本，却被吴敏关进了地下 室。治安处全处大会，讨论案情，万大齐提出凶手可能是同一个人。曹政突然插话，不紧不慢地说我猜耿光明没有死，要赶紧找到耿光明。吴敏问耿光明他到 底想干吗，耿光明敷衍吴敏。徐三德持枪追寻耿光明，一无所获。徐三德走后，吴敏质问耿光明究竟什么情况，耿光明让吴敏帮忙通知公安。

邵小毛接到吴敏的报案电话后告诉万大齐，两人前往云南大学。万大齐勘查现场后让吴敏好好睡一觉就走了。吴敏不高兴地回到地下室，耿光明向吴敏表 明自己的身份。耿光明和钱厚海得知自己被国民党骗去研究化学武器之后，就悄悄地偷出了化学武器，并一直在研究销毁它们的方法。徐三德行动失败，汤伯凡决定 亲自去云南大学。曹政梁志强来找吴敏，发觉有些异样。耿光明在吴敏的帮助下，终于成功找到销毁化学武器的方法。梁志强突然闯入实验室，曹政趁机观察，推断耿光明 一直在云南大学的化学实验室。曹政找杜旭原汇报情况，认为几起案件都和汤伯凡及化学武器有关，杜旭原对于曹政要进云南大学的申请需要向上级请示。认为兵贵 神速的曹政安排治安处的同志们严密控制云南大学，务必找到耿光明。汤伯凡避开治安处的视线进入云南大学，并用马脸引开了他们。吴敏乔装成耿光明的样子出门，万大齐尾随。甩掉了万大齐的吴敏却被赖广仁抓住，幸好 万大齐及时赶到，赖广仁逃走。汤伯凡在吴敏的照片前驻足许久，喃喃自语。曹政发现汤伯凡，紧紧追寻，两人在实验室对峙。汤伯凡承认自己到昆明是来找化学武 器的，还挑衅曹政打赌，看最后谁能拿到这批化学武器。回到云安旅社，汤伯凡手中拿着吴敏的照片陷入回忆。