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1949年5月,人民解放军解放上海之际,中共上海地下党负责人叶正龙获悉,国民党特务组织企图炸毁我上海沪江发电厂,此企图被国民党特务组织命名为“萤火虫计划”。为了粉碎萤火虫计划,上海市公安局侦察科在科长叶正龙的带领下,和国民党特务组织斗智斗勇,展开了一系列的侦破工作,并积极设计,建设地下应急发电组。在工作过程中,出现了国民党特务组织蓄谋制造的破坏事件。经过一番努力,叶正龙不负众望,最终揪出了隐藏在我上海市公安局内部,代号为“老鹰”的国民党特务,并粉碎了国民党特务组织的“萤火虫计划”。聂远、张译分别饰演剧中的男一号和反派男一号。聂远饰演的角色是一名公安,叫叶正龙。张译饰演的高青山则是一个安插在公安局里的特务分子,企图炸掉“沪江电厂”。
公安局副局长韩永年丧偶多年,高青山觉得救助站站长林素贞人品不错,便主动撮合两人恋爱,心怀鬼胎的林素贞半推半就地答应了与韩永年约会……
林素贞就是邵舒杰日思夜想的妻子月娥。邵舒杰根本没有想到,一直在对自己发出秘密指令,甚至指派李少云杀他的头目309就是他心爱的妻子……
叶正龙对罗康的死和那个遗失的绝密文件箱一直念念不忘,准备去舟山找到邵舒杰,找到答案。何云闻讯,担心叶正龙安危,决定跟他一起去……
708传出了叶正龙要去舟山的信息,并告知两人一个栽赃诬陷叶正龙的计划,阴谋展开了,而叶正龙跟本没有意识到危险的逼近……
李少云指挥特务冒充军管会的战士劫持蔡荣贵,不想阴差阳错只劫到了蔡夫人。李少云派人将消息带给了正要去码头与何云同去舟山的叶正龙。结果船开了,叶正龙没有赶上,只有何云一个人上了船。
不远处有一双眼睛注视着一脸困惑的何云——正是乔装改扮的林素贞……