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《天网行动》电视剧讲述平原市交警支队事故科科长赵一阳带领警员，侦查一起起交通事故的真相，将肇事元凶捉拿归案的系列故事。一辆厢式小货车惨遭车祸，一家三口中父母双亡，通过现场勘查，刚被任命为事故科科长的赵一阳发现与事故有关的还有另外两辆车，穷追不舍，最终锁定肇事逃逸的真凶。然而这起案件却牵出一桩旧案，牵扯到赵一阳以前办的一个旧案，可能是错案，进而影响他的进步。 赵一阳没有退缩，努力顺着新发现的线索，追究旧案，将疑犯抓获，最终证明当初的案子没有办错，又破获了新的案件。赵一阳下乡追捕肇事逃逸司机，却被众人包围，他不畏危险，最终不仅将嫌疑人带走协助调查，同时通过自己的实际行动，终于让当事人接受了正确的事故责任认定，并消除了周围群众的误解。
齐晨和米粒到余薇薇的公司去，公司秘书接待了她们，告诉她们余薇薇昨天加班，是九点半才走的。余薇薇家境不好，都是骑摩托车上下班，住得还挺远，平时和同事一起走。但是同事小曹今天请假没来，齐晨表示明天再来一趟。她们还遇到一个奇怪的人，头上有伤，看样子是隔壁公司的。
赵一阳带着庞嘉去找大利，大利是修摩托车的，对摩托车十分了解，一看碎片就认出是雅马哈。这种车按摩托车俱乐部的规定是不能在公路上行驶的，大利建议他们去摩托车俱乐部看看。赵一阳他们到了俱乐部，看到登记雅马哈的只有李成一个人。庞嘉打电话过去，已经关机了。他们到李成家里去，他不在家，只有母亲在，赵一阳留了传唤通知，让李成回来就去事故科。
齐晨和米粒又到余薇薇的公司来，公司组织了捐款，昨天那个人也来捐款了，是隔壁科技公司老总的秘书，叫吴强，还给余薇薇鞠了个躬。她们到隔壁公司找来吴强，吴强解释自己一直暗恋余薇薇，这次她走了自己很难过，想着能为她做点事也好。
赵一阳和庞嘉到医院查了就诊记录，李成来看病了，他们问了大夫，大夫说他说的是从楼梯上摔下来的。赵一阳和齐晨到李成家去，李成还没回来。齐晨看到了李成的头盔，故意碰到头盔，捡起来的时候趁机拿到了李成的头发，回去做DNA对比。
庞嘉和米粒说话，米粒害怕暴露让他赶紧回去。庞嘉觉得不如公开好了，没必要躲躲藏藏的，米粒害羞不同意，直接走了。李成来到事故科，说自己是在公园试车的时候摔的，就在他家街心公园那条街上。之前他一直没开机，今天开机看到短信就来了。
李成说自己的摩托车被父亲拿走了，他父亲一直不让他骑摩托车，这次摔了之后直接把车拿走了，他都不知道拿到哪去了。DNA检测出来了，李成和现场留下的痕迹不符，应该不是撞死余薇薇的人。齐晨觉得吴强很不对，第二天和米粒又到他公司去。今天吴强请了假没上班，两人到吴强家里去，说他和一起事故有关系，希望他能配合一下到事故科走一趟。