一九四八年的农历腊月，刚刚解放的哈尔滨鱼龙混杂，国民党残余势力蠢蠢欲动。这个历经艰辛迎来新生的城市正接受着前所未有的考验。李春秋是哈尔滨特别市公安局法医科科长，非常善于侦查解剖，尸体在他的手上往往可以说话。不过法医只是李春秋的表面身份，其实他是国民党潜入在新政府多年的一名特务，不过他已经十年没有执行任务了。在这里他像常人一样娶妻生子，过着正常人的生活，然后终于有一天，自己所在的国民党组织保密局突然想办法联系了李春秋，约他在十二点十六分在鼎丰酒楼见面。李春秋怀着忐忑的心情见到了和他接头的女特务尹秋萍，尹秋萍带来了上峰命令，要李春秋安排好家人，制造一场假死，然后潜入北平去杀一个故人。国民党保密局将这个计划命名为“黑虎计划”。这个计划李春秋还有一个搭档，曾经十年前救过李春秋一命的孟令喜，和李春秋一样，孟令喜也过上了安逸的生活，不愿再去过以前的那种生活。孟令喜为了逃脱命运甚至对李春秋动了杀机，可是这是命，他们只能认。李春秋很懂孟令喜的心情，他也很无奈，他现在唯一能做的就是尽快安顿好自己的家人。李春秋从学校提前接走了儿子李唐，并约了妻子姚兰来餐厅给儿子补过生日。李春秋很明白，此一别也许就再也见不到妻儿了。李春秋的妻子姚兰是市第一医院里的一名护士长，姚兰人美心善，对工作更是极其的负责。用餐的时候，细心的姚兰发现李春秋的结婚戒指不见了，李春秋这才回忆到应该是落在了尹秋萍那里，不过这些话他当然不会跟姚兰讲了。吃过饭后，姚兰去医院加班了，而李春秋把儿子带回家，在门口父子俩发现邻居家的女儿丁美兮堵在在家门口，于是李春秋就把美兮带回了自己家。美兮的父亲是公安局治安科副科长丁战国，丁战国一个人带女儿，因为他经常加班加点地工作，所以李春秋两口子经常帮忙照顾美兮，美兮和李唐也成为了好朋友。就在临出发时，李春秋突然接到黑虎计划的策划人的电话，通知他司机病了，出发时间推迟到二十九天后的除夕夜。这个神秘的电话李春秋就睡不着了，为何计划临时推迟和那个神秘的幕后策划者，让李春秋感到非常不安。李春秋有一种感觉，那个幕后人好像就在身边盯着自己。同样忐忑不安的还有孟令喜，以防事情有变，他打算将妻子春儿提前送走。第二天突然出现了一件意外，尹秋萍在家被人袭击重伤，被送去了医院抢救。丁战国亲自带队去勘察了尹秋萍被害的现场，在案发现场丁战国发现了很多不寻常的现象非常值的怀疑。在跟高局长做了汇报以后，丁战国被调到刑侦科，专门调查此案，很快尹秋萍是国民党特务的身份被证实了。而在医院里，作为法医的李春秋给尹秋萍做了检查，喉管被击裂，头也被击破，深度昏迷。。李春秋发现丁战国已经调查到他和尹秋萍结过头的酒楼，担心自己会暴露。为了自保，李春秋打算干掉唯一接触过他和尹秋萍的酒店伙计。可就在李春秋去酒楼准备刺杀伙计的时候，酒楼突然发生了爆炸，那个小伙计被炸死了。丁战国紧接着又调查起了酒楼爆炸事件，经过排查公安局抓来了一个叫高启的嫌疑人，经过丁战国的一番攻略，这个高启的特务身份也最终暴露了。丁战国很快把高启策反了，适时地把高启放回去做自己的卧底。而在离哈尔滨最近的国民党保密局长春站，站长向庆寿带着一众亲信开会。公安局里有国民党的特务，同样在保密局也有共产党的卧底。这场争斗俨然变成了一场无间道。医生已把尹秋萍抢救了过来，没有了生命危险，只是能说话还需要些时日。而高启没有辜负丁战国的希望，回去后就打电话传来情报，他告诉丁战国国民党特务又准备在医院里制造更大的爆炸。丁战国听完后，脸色十分凝重。

得到医院里要有敌特的破坏爆炸的情报，丁战国马上召开保卫工作布置会议，高局长亲临会场，指出敌人12点爆炸，11点半之前就必须排除危险，保卫行动中，一定要坚守保护广大人民群众的生命安全的原则，还应该注意保密，毕竟敌中有我，我中也有敌啊！李春秋去医院为妻子姚兰送饭时，姚兰不在医院，李春秋便顺便打听了一下尹秋萍的情况。尹秋萍醒来了，但由于喉管破裂不能说话。李春秋便来到尹秋萍的病床前，用手势语问尹秋萍，他的戒指在哪里？尹秋萍用手摸一下喉咙便咳嗽起来。丁战国带人便衣进入了医院，李春秋告诉他，敌特的目标可能就是尹秋萍，这样把尹秋萍看守得如此严密，只会使敌特更加疯狂地制造混乱。丁战国调整了一下看管方向，果然有敌特混入并启动了炸弹。在这千钧一发之际，还是李春秋挺身而出，排除了炸弹。这引起了丁战国的注意与怀疑。保密局哈尔滨站新任站长魏一平来到了任上。此时的李春秋在医院正准备去结果了尹秋萍，尹秋萍从喉咙里却咳出了一枚戒指，正是李春秋丢失的那枚。丁战国忽然好似想起了什么，李春秋不仅会拆炸弹还去过尹秋萍的病房，于是立即命令人赶往尹秋萍的病房。正好看见李春秋刚到那里，丁战国还真怀疑李春秋有问题了。丁战国先打电话证实一下李春秋所说的炸弹技术培训问题，上级还真有针对文职人员进行过爆破技术知识培训材料。李春秋在去为儿子李唐开家长会时，被新到任的魏一平招了去。回忆起他李春秋十年前随赵秉义，与孟令喜一起来哈尔滨搞暗杀行动，结果老赵被一个杀手一刀毙命，其刀法迅猛绝妙，李春秋十多年来，当法医时刻在寻找着那个杀手。魏一平让李春秋带着孟令喜去柳河镇，他们要找出通讯录。而病房里丁战国此时正帮助尹秋萍推测着她那个出事受伤的夜里的情形。半夜里，从鼎丰酒楼见过李春秋回来的尹秋萍，迷迷糊糊中被一阵轻微的透门声惊醒，因为估计到来人是高手，追击不一定是其对手，所以她先吞下李春秋的戒指后，往床上洒酒装醉。不过，就在他看到来人背对着自己，以为有机可乘，准备击杀对方时，被来人发现后击伤了她。丁战国指出了尹秋萍的特务身份，并指出她老家是伊春，动员她写出自己所知道的秘密。尹秋萍还在犹豫，握着钢笔并没有写出一个字来。再说，李春秋因为与魏站长见面而耽误了去学校参加儿子的家长会，儿子李唐被罚扫地一周。李春秋借车准备带着孟令喜去见新站长时，在孟令喜的家中墙上，他看到了一个电话号码。李春秋清楚地记得这个电话号码是市公安局张贴的布告上，奉劝国民党特务主动投案自首的电话。“孟令喜何人？”

病房里的尹秋萍，在丁战国两人的眼皮底下，用让她写字的钢笔尖挑断了自己手腕上的动脉，血流如注。她是在舍命保护李春秋啊！从吞下李春秋的戒指开始，她一心赴死。虽然戒指已被李春秋换走罢了，但她身上应该还有能威胁到李春秋的东西。而此时的李春秋开车去接孟令喜一起去木兰县，没有想到老孟从背后袭击李春秋，想要了李春秋的命。搏斗中，老孟的后脑勺撞在了一个大酒坛子上，人立马昏死了过去。李春秋捆绑了他仍进了车的后备箱里，路过哨卡时被严格检查。结果因为车子没有备案，被认为不是公安局里的，所以哨兵要求检查后备箱。正争执时，丁战国路过这里，他替李春秋作了证，并搭乘李春秋的车去宾县找找尹秋萍曾经的同事了解情况。一路上，丁战国好几次都要打开后备箱，但都关键时刻都被李春秋机智地给阻止住了。在宾县丢下丁战国后，李春秋准备把孟令喜放出来，又没想到老孟已经挣开了捆绑，手拿铁锤欲置李春秋于死地。李春秋不是孟令喜的对手，眼看李春秋就要丧命时，魏站长赶来了，一枪击毙了孟令喜。魏站长告诉李春秋打伤尹秋萍的就是孟令喜，铲除这个叛徒就是李春秋此次来木兰县的任务。回到家，丁战国和李春秋都睡不着觉了。丁战国听女儿美兮说害怕，便教给她打枪的方法，告诉女儿家里有枪就不害怕了。丁战国回忆与李春秋同车的经过，疑点重重，他便一一去印证，虽没有什么发现，但他已经感觉到尹秋萍已经与她要联系的特务取得了联系。丁战国征得高局长的同意后，准备设下圈套来逼敌特动起来，自我暴露，他已经怀疑上了李春秋。而李春秋想起魏一平要见见儿子李唐的事，夜里也睡不着了。为了儿子的座位问题，李春秋请来丁战国一起请陈老师吃顿饭，这位趋炎附势又贪婪虚伪的教师形象的确不佳。丁战国的圈套做得很巧妙，动用许多人手在拼凑鼎丰酒楼里的账本，他说，只要找出爆炸那天的赊账记录，就能找到赊账的人，那人就有可能见到那天在酒楼与尹秋萍接头的人。丁战国还故意在李春秋的面前说出尹秋萍被救治过来的事实，这些在李春秋心里的确起了作用。李春秋在梳理自己的思维，也在推测酒楼上可能潜藏的能暴露自己的一切条件。

李春秋努力回忆着那天与尹秋萍接头的情形，用象棋摆出来当时的格局，近十年来没有行动过，他当天的失误太多了，就比如丢失戒指吧！丁战国的手下真的把那天在鼎丰酒楼赊账的梁福给找了出来，高兴得丁战国屁颠屁颠地约来李春秋下象棋。李春秋则是心里如十五只吊桶打水——七上八下的，他甚至想到了乘坐今天最后一班火车离开这个城市，或许还来得及。但听了那个叫梁福的人的描述，并不准确，李春秋想到了这里面有问题，便没有决定离开而是去了太平间发现了尹秋萍的尸体，再结合那个梁福没不认识自己，确让画像的人画出了很像自己的画像，李春秋便确定丁战国已经正式怀疑自己了，这前面的一切都是针对他设下的圈套。此时此刻有一种说不出的疲倦爬满了李春秋的心间，他这个时候才理解老孟为什么想杀了他和尹秋萍，老孟想摆脱的不是同伴，而是那种颠沛流离的特务生涯，他宁肯背叛党国也要摆脱这种令人窒息的生活。木兰县的方局长打电话给丁战国，说那里有一起交通事故，死者始终没查清身份。于是丁战国便让方局长把尸体和肇事司机一块送来市公安局来。让李春秋细致地查看了一下尸体，这就是被杀的孟令喜，车祸是假的。李春秋查出并公开了他所推测的尸体原来的真相，人是被枪杀的，近距离开枪，子弹洞穿头颅。此人生前被人捆绑过，并放在一个狭小的空间里过。检查过老孟的尸体，李春秋和丁战国都注意到了老孟装烟丝的荷包，李春秋要先于丁战国找到老孟的媳妇，不然，自己还有可能暴露。两个人都沿着这条线索寻找了下去，结果还是李春秋抢先一步，找到了老孟的媳妇。老孟向媳妇提到过李春秋，说他们一起来到哈尔滨的，老孟还救过李春秋的命。李春秋便给了老孟媳妇一些钱，告诉她老孟杀了一个仇人，把那人的尸体扔到了车轮子底下了，那人外貌和老孟很像，公安一定会认为是老孟死了，会找到家里来的。李春秋安排老孟媳妇千万别说老孟有他这么个朋友，那样公安抓到他会行刑，他扛不住就会供出了老孟在山里躲一段时间的事。等丁战国找到老孟媳妇时，老孟媳妇啥也不知道，只说她与老孟过日子的事，只管哭个不停。丁战国回局后向高局长报告，他们果然比对手晚了一步。那李春秋回到家，突然发现他家里有人，便拿把刀子开了门。

来李春秋家里的是受了枪伤的特务陈彬，李春秋替他取出了子弹，包扎好伤口，恰好此时姚兰和李唐回来了，跟着来的还有陈老师。李春秋机警地割伤陈彬的手臂，然后包扎以掩人耳目。送走陈彬时告诉他不要再来他家里找他了，他怕暴露。深夜，丁战国的家里，这个老公安正为整天帮助女儿写作业而痛苦不堪。等女儿睡下，丁战国又睡不着了，站在窗帘后面观察邻居李春秋的窗子里。而此时李春秋，也因为把受伤的特务陈彬带回家里治伤受到妻子埋怨后睡不着，也正站在窗子里观察对面的丁战国的窗户。此时的李春秋心里有个直觉，感觉丁战国的那双眼睛正盯着他，他想着离开哈尔滨。但魏站长的意思是把距离他们最近的丁战国给除掉，不让李春秋参与，而派陈彬寻找机会去谋杀丁战国。丁战国要在妻子的忌日带女儿去祭奠，魏一平从其他渠道得知了丁战国的行踪，便认为杀掉丁战国的好机会来了，派陈彬带人在丁战国去公墓的必经之路上堆了许多圆木，准备等丁战国的车来了放圆木连人带车砸成扁饼。丁战国在去接女儿美兮时，李唐也要跟着，于是一车三人便出发了。半路上遇到一辆出故障的车挡了道，只好停车等着。这就是个阴谋，那高处堆放的圆木堆正好对着丁战国的车，而陈彬就在圆木堆的后面把点燃的熏香杆放在捆绑圆木堆的绳子上烧，只要将绳子烧断，加速度向下滚落的圆木就会把丁战国连人带车砸扁。再说李春秋接到陈彬的电话，是要他不要出公安局法医科的门。不过，突然李春秋接到姚兰的电话说，学校陈老师打电话说李唐没在学校上课，这下把李春秋给吓得不轻。他知道陈彬要对丁战国下手了，那丁战国带着美兮去公墓，一定也带着李唐。儿子有生命危险，李春秋无论如何也坐不住了。飞车追去，等他看见香头在烧着绳索时，正好是万分危机的时候。他毫不犹豫地用手拉住了绳索，拼命地控制住了圆木堆，总算没有让它们滚落。丁战国安全地通过了，放掉圆木，李春秋的手被绳索勒出了血。魏一平告诉陈彬，这次没能成功杀掉丁战国，那是他丁战国命数还不该尽，他们并不知道李春秋追赶过去破坏了他们的罪恶计划。“不能让他死，那就不能让他闲着！”魏一平又派陈彬去搞破坏，去炸一个仓库，结果炸弹没有响，再去查看原因时被人发现，杀死了仓管后逃走，行动失败了。魏一平发报给上级，被高局长带人给截获了密码，然后加紧破译。那陈彬回到家，发现媳妇在家，陈彬已经发现了一些线索，知道他媳妇从铁路上辞职了，便厉声责问媳妇为什么要辞职？