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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”。
叶正龙强见蔡荣贵，一番巧妙斡旋。赢得蔡荣贵赏识，蔡荣贵终于答应打开储备粮草粮仓放米，只提出一个条件——他的线报表明，军方正在各地紧急调运大米救市，这批救市大米必须交给他蔡荣贵来全权经营。叶正龙为了立刻平定市场的混乱局势，便一口答应下来……
叶正龙的自作主张在公安局内部引起轩然大波，群相围攻之下，反倒只有高青山对叶正龙表示了支持，这让叶既感到意外又有些惊喜。最后还是局长郑海风力排众议支持叶正龙，决定答应蔡荣贵的条件。
与此同时，那个神秘的708传递出情报，李少云很快得知了蔡荣贵与共产党政府合作的秘密……
蔡荣贵的秘密粮食储备仓库突然间被饥饿的市民包围了，一场强抢粮食的争斗瞬间即将发生。而混乱中，带着炸药的特务也在准备冒充仪万国表行师傅进入电厂实施爆炸行动……
公安局干警全部出动去维护蔡荣贵的粮仓，以制止已经发生激烈冲突的仓库守卫和民众。
从自己江湖上朋友发现得蛛丝马迹来看，叶正龙感觉中了敌人的调虎离山离山计。但正是这种江湖作风，让公安局的同事丧失了对叶正龙的信任感。叶正龙只好孤身赶往电厂。
米仓之前，高青山、何云等人用自己的身体挡住了抢米的民众，保住了蔡荣贵的粮仓。这不禁让蔡荣贵开始对共产党有了些许好感……
当叶正龙赶到电厂时，金巧玲因发现特务行动而被劫持成人质。叶正龙只好用自己换出了金巧玲。特务被围困在电厂之中，进退两难。叶正龙说服特务出去投降，但出到门外，特务又意外被黑枪打死……
总是在节骨眼上出现的黑枪让叶正龙恼怒不已，暗暗发誓，一定要抓到这个能令人一枪毙命的杀手。