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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”。
冯渊倔强不屈，马英万般无奈之下只得尝试逼供，却不想被叶正龙撞个正着。叶并没有要审讯冯渊，而是带来了一个意外的人与他见面……
攻心记成功，冯渊画出了另外三名空降的特务的相貌。
于此同时，庄家祥对另外两名特务发出了行动开始的指示……
冯渊在火车站指认出了即将引爆炸弹的特务，叶正龙带领公安战士奋不顾身的冲上去将其抓获，可炸弹已经被启动……
眼看第一个任务失败，庄家祥不得不亲自出马，前往蔡家寻找潜伏在蔡家内的特务蒲姨。
庄给蒲姨带去了一个电台。正当蒲姨与外界联络的时候，蔡玉前去敲门，眼看事迹即将败露，蒲姨连忙抱病，侥幸逃脱。
冯渊表现出色，举报有功。但却被高级特务庄家祥带走。
有人前去公安局报案，声称自己专门做灯笼的儿子不见了。叶随即前往调查，在采购名单上，叶看见了特务宋定的名字。
原来，特务的下一个攻击目标就是百渡桥……