1951年，随着五次战役的结束，抗美援朝战争进入了第二阶段，国民党潜伏特务在华东地区江城进行破坏活动。江城市梧镇看守所内，看守曹科带着一名中年男子步履匆匆地走向最深处的牢房，中年男子将晏子修救出后被反杀。在江城市区，老秦带着鱼筐来摊位找老赵，不料被特案组成员陈文俊抓捕。随后陈文俊和徒弟赵大斗二人带着老秦到解放路21号江城日报报道。走进屋内，江城市公安局副局长焦允，也是陈文俊的领导，向陈文俊介绍沈星河、孙长乐二人，并给他们发布了抓捕重刑犯晏子修的任务，命令由陈文俊担任江城地区敌特相关案件专案组的组长，赵大斗也是组内成员。

曾经的江城七虎，马老三、彭老四、郑老六、李七妹来见二娘，老五未到场，晏子修说最近有位贵客到梧镇，要带领大家干票大的。此前，晏子修与神秘人通电话，神秘人威胁晏子修，事成则有乌纱和钱，事败也会有严重后果。陈文俊带领专案组来看守所内侦察，孙长乐解释说看守所之前是税务所，再之前是家当铺。方天翔询问得知此地在成为当铺前是恒鑫粮行的商号，由此推测晏子修是从粮行的密道逃跑。陈文俊让大斗、长乐去调查当铺和恒鑫粮行的老板及员工，沈星河负责调查牢房看守曹科和被杀的中年男子，并未安排方天翔。晏子修交待给二娘一件急事，随后带着老三、老六来找文老五，老五却说事情想要办成需要更多的钱去打点人，晏子修只好让他去找二娘拿钱。

马老三和文老五见面，暗地里数落起晏子修，随后表示愿意跟着文老五干。陈文俊和赵大斗到粮行找孟凡雪，粮行伙计说晚饭回来后就再也没见过孟凡雪，赵大斗拿出一张画像询问伙计，伙计认出这是强哥，说他最近经常来找孟凡雪聊天，还提到了“恒鑫粮行、当铺”的字眼，陈文俊察觉不对劲，随即通知大家连夜寻找孟凡雪。另一边，孟凡雪来酱菜厂找二娘，被二娘带进屋里杀害。第二天报社内，专案组的成员们忙活了一整晚都未找到孟凡雪，孙长乐说目前可以确定的是被杀害的无名男尸叫强哥，是他操办了晏子修的越狱案件。

赵大斗和陈文俊拷问老秦，吓唬他再不交代清楚就把他移交给市局，老秦承认自己赌了，陈文俊说缺钱找他，他们会想办法治老秦女儿的病。码头，陈文俊伪装运货的伙计差点被发现，老秦帮他化解了危机。赵大斗和孙长乐在大华戏班对面埋伏，孙长乐问大斗陈、方两人之间的事，大斗说不知道。戏班内，晏子修坐在太师椅上，告诉文老五以后换茶了，文老五只说让晏子修好自为之。货运到大华戏班，大斗和长乐却没见到陈文俊人影，两人不知道是否要出手，原来陈文俊和老秦那辆车半路被拦去了另一个地方。大斗和长乐持枪而出，却发现筐里全是鱼。他们进到屋里，发现了早已死亡的文老五。这边陈文俊和老秦去找管事的领钱，被郑老六、李七妹前后包抄，老秦和另一名伙计被刺身亡，在扭打中陈文俊连中两刀，方天翔及时赶过来支援。

医院里，女人递给神秘人一份文件，并说客人到达的时间已经确定了。报社内，大斗、长乐愁眉苦脸，沈星河询问二人昨晚抓捕行动如何，二人说东西被搬空，什么都没找到。陈文俊坐在屋里，看着挂着的各种照片，突然他想到了关键线索“春田狙击枪”。这时方天翔带着任务来找陈文俊，他们要保护途径梧镇的苏联专家托比耶夫。李七妹昨晚在行动中被枪打中要害，二娘趁无人时将她闷死，众人祭奠七妹。这时钱老板来找二娘，告诉她一个秘密，即将有一位苏联人来梧镇并住在他舅舅的客栈，这些话被躲在后面的晏子修听到。孙长乐带着文老五的尸检报告来向陈文俊汇报，并查出他的真实身份曾是晏子修的手下，方天翔推测晏子修越狱就是为了刺杀托比耶夫。

进到客栈后，托比耶夫摘下帽子，竟是陈文俊假扮的。马老三质问晏子修是否在看守所见过自己的弟弟，晏子修却不承认，并安抚他说过了今晚带着大家一起帮他找弟弟。二娘来钱老板的客栈送货，被方天翔拦下检查，晏子修等人在对面的楼上观察，方天翔摸出不对劲，这时大斗叫方天翔吃饭，他就此作罢。货物被运到库房，马老三割开麻袋随后潜伏在客栈。陈文俊和方天翔训斥钱老板提前泄露专家行踪，原来他们早就提前排查了钱老板提供的商家信息，并想出对策，由陈文俊假扮苏联专家。

晏子修叮嘱兄弟们无论事成与否，明日金鸡报晓前都要立即撤退，二娘心声不满，埋怨晏子修心里没她。夜晚，马老三偷偷给兄弟们打开客栈的后门，众人来到托比耶夫的门外，马老三率先进去刺杀托比耶夫，被陈文俊、方天翔等人当场抓获，门外的老四、老六也一并被抓。陈文俊见到马老三惊讶地问你不是死了吗，随后说到看守所的尸体，马老三这才明白过来是晏子修杀了自己的弟弟，并说出了晏子修的藏身之地。晏子修说服二娘跟自己一起走，却发现了二娘的胸针和手上的枪，明白二娘就是神秘人派来的眼线，神秘人让二娘杀了晏子修，二娘下不去手。

方天翔的枪没有子弹了，只好与晏子修贴身肉搏，但力不敌晏子修，被打倒在地。这时陈文俊冲向晏子修，二人在大厅中间的大水缸和火腿组成的“丛林”里搏斗，最终晏子修头磕在大水缸上死去。三个月后，孙长乐在安排新来的成员，并跟沈星河怀念当初的自己刚来时候的样子。陈文俊叫方天翔进屋里交谈，说自己一调查清楚师傅的死因，与方天翔无关并向他道歉，方天翔也说出了真相，当年队伍中出现了叛徒，肖山也就是陈文俊的师傅为了保全情报、保全方天翔，牺牲了自己，陈方二人握手言和。

在某地下室，唐先福熟练地将尸体的头颅割下。基地档案室内，方天翔跟陈文俊说道他们这个专案组是为了解决江城地区国民党潜伏特务，不是为了处理普通的人口失踪案，陈文俊不赞同他的说法。深夜，一个男人被一黑衣女子连打两枪后敲晕。关押房内，辛红向黄若菊汇报六号实验体死亡时间，黄若菊让唐先福处理尸体，随后与辛红离开。二人外出交谈，说到这些细菌样本都是从台湾运送过来的。这天孟晴与一男子来当铺典当戒指，当铺老板一眼认出这是从死人手上取下的，要求孟晴留下信息。二人典当完到照相馆拍照。陈文俊来照相馆找方天翔，方天翔依然认为人口失踪案与他们无关。

喝完酒后，李福从巷子里往家走去，突然被辛红从背后迷晕，辛红从他身上找到钥匙后用印泥制作了两个钥匙模子。马容芬在照相馆门口看到了孟晴和唐先福，怒火中烧。这边，孙长乐正在跟晚报社的记者王淑芳交谈，她是在去大青山采新闻时发现了自己丈夫的尸体，还说他离开当天是要去某商行试工。沈星河正在检查每具尸体的脱水程度，发现每具尸体左臂静脉处都有大小不一的针眼，最奇怪的是六号尸体，双腿膝关节处遭过枪击，最终沈星河得出病因：是由霍乱弧菌引起的急性传染病，俗称虎烈拉，并且是人为的。王淑芳还告诉陈文俊，自己与丈夫结婚的时候打了一对对戒，可陈文俊表示并未在他丈夫的尸体上发现戒指。

唐先福行色匆匆地回到家，看到正在试穿旗袍的孟晴，顿时激动起来，二人推搡一番后向屋内走去，刚刚跟踪唐先福到家的马容芬出现在屋里，听着屋内传来的声音嘴里不禁骂道，愤怒的她准备推门而入，突然看到唐先福放在茶几上的钱两眼放光。陈文俊方天翔二人坐在当铺门口的车里，两人推断出是敌方的计划出现了意外，二人急忙前去找当铺老板。另一边辛红却抢先一步，已经偷偷溜入当铺。等陈方二人进到当铺发现老板早已被辛红杀害，在二人发愁线索断了的时候，突然传来一声响动，二人随即追黑影至小巷。唐先福与孟晴从屋内出来，发现了马容芬，孟晴与她发生争执，唐先福先是将马容芬推倒，把晕倒的马容芬装进行李箱中，怕人没死又用衣架将马砸死。

民福巷出现了群体性腹泻，黄若菊怀疑是虎烈拉提前泄露，派辛红去调查唐先福。孟晴和唐先福二人也拉肚子，孟晴难受地问唐先福昨晚两人吃了什么，唐先福突然想到自己包里的病毒样本，急忙回屋寻找却没有找到，回想起昨天在处理马容芬尸体的时候样本掉进了井里。唐先福准备出门，却被告知街道已被封锁。沈星河来到民福巷，患者被集体隔离，沈星河下令要求用生石灰把供水系统和污水系统全部消毒。辛红来到唐先福家并未找到人。隔离点，唐先福冒用焦文星的名字。方天翔在民福巷巡视，得知整条巷子的水井地下相互连通，但与外面不通，突然他发现唐先福家里的门是开着的，于是带着士兵进屋查看，辛红也趁机逃跑。

辛红假扮成护士到隔离点寻找唐先福。陈文俊和孙长乐来到照相馆，拿到了焦文星和孟晴拍的照片。随后陈文俊接到江城市公安局的电话，得到信息早在前几天自来水厂的干部李福被人迷晕，损失财务，另有自来水厂保卫科报案，近期有一名叫做焦文星的新员工未上班。孙长乐来隔离点找焦文星，沈星河看了照片却说照片中的人不是焦文星，这一幕正好被楼上的唐先福看到，辛红发现唐先福正要追上前去，却被擦肩而过的方天翔发现了手中的枪，一番追逐众人擒住辛红准备将人带回时，却发现她已自尽。陈文俊等人在讨论辛红的身份，这时沈星河拿出一枚圆形的刻着桃花形状的胸针，说是在辛红身上发现的，陈文俊看到后面色一凛。另一边翻墙逃回家中的唐先福从衣柜中拿出“焦文星”的人皮面具。陈文俊跟专案组的成员们解释道“桃花组”是国民党保密局训练班梅兰桃菊四组中的其中一组，他们长期进行破坏行动。沈星河还发现辛红手枪里的子弹与当铺老板以及之前无人认尸的六号尸体体内取到的子弹一样，陈文俊说六号尸体就是真焦文星，大家推测国民党的目的是自来水厂。

唐先福找到黄若菊，得知辛红已经死亡，黄若菊十分生气，随后她突然想到什么，问唐先福在隔离区并没有服药，得到否定的答案，黄若菊说唐先福的排泄物一样可以完成任务。黄若菊来到医院，战战兢兢的向神秘人汇报情况。基地里，成员们商议着，李福说自己除了钱包其他什么东西也没丢，他作为自来水厂的车间主任，掌管机器的运作，众人由此推测敌特分子是想用焦文星的身份进入水厂，并用复刻的钥匙进入车间，以便下毒。焦文星进厂这天，黄若菊拿着一把狙击枪埋伏在自来水厂对面的楼上，焦文星遇到之前的朋友却不认识，陈文俊夺门而出，在街上抓到焦文星，这时黄若菊一枪打中焦文星，趁陈文俊上楼前伪装逃跑。被抓住的唐先福全盘托出，直言自己的任务时潜入自来水厂，让全城以及城外的部队全部瘫痪。黄若菊因任务失败被虐待，院长饶了她这次，而之前的神秘人正是青山医院的院长蒋玉婷。

基地里，沈星河说着眼前这具尸体的尸检本报告，虽表面显示是一氧化碳中毒，却仍在死者身上发现了氰化钾中毒的症状，还在脖颈后处发现了一处针孔，并在他体内发现了一把钥匙，这名死者叫张浩，是陈文俊多年的战友。调查显示，张浩曾在青山医院疗养过，这时沈星河说青山医院曾给她发过邀请函。黄若菊站在蒋玉婷办公室内，这时陈雪走了进来，气氛顿时紧张了起来，黄若菊指责陈雪请的麻醉师还没到位，并向蒋玉婷保证一定抓住内鬼。这天，沈星河接受了青山医院的邀请前来报到，原来陈雪和沈星河是同学，同时陈文俊也办理了住院手续，并化名“陈飞”，几人准备在此深入调查。之前陈文俊以为焦允不同意自己调查青山医院，所以十分生气，认为占有张浩的牺牲一定跟这个医院有关，没想到焦允并非不让他去调查，而是要让他做好周密的计划再去。

回到家中，陈文俊跟女朋友何花提出分手，何花不相信，陈文俊却放出狠话说从来都不喜欢她做的面，也不喜欢她刻的老虎，并狠心将何花赶出了家。陈雪正在院长办公室跟蒋玉婷介绍沈星河，她的叔叔就是麻醉界的顶级专家沈江海，蒋玉婷却提醒陈雪，正好在张浩刚刚死亡沈星河就来了，要万事小心。沈星河和陈雪手术室聊天，被告知不能乱说话。焦允告诉陈文俊到青山医院还有一件重要的事，就是找到张浩发展的下线“绿水”同志，因为他们是单线交流，只留下了接头暗号“青山不改，绿水还流”。这天陈文俊在医院里晃悠查看的时候，遇到了金洛仁金老，帮金老修好收音机后，和金老相谈甚欢。回到病房，隔壁床的李大年突然出现，告诉陈文俊这个医院不干净，不能乱跑，这时有护士过来查房，查完李大年来到陈文俊的病床前，两人看到对方后都愣在原地，查房护士是何花。

黄若菊安排金老的手术在五天后，她从金老病房出来突然看到陈文俊，认出了他就是当天抓住唐先福的人，便将跟蒋玉婷汇报，蒋玉婷了解后询问金老的手术情况，说将金老送到台湾后共产党将会在政治上处于被动，所以这次行动必须成功。因为将金老运至台湾需要长达十二小时的持续麻醉，所以黄若菊向蒋玉婷提出正好可以借此机会试验沈星河，还要用陈雪做实验。何花又来查房，这次她看到了陈飞手中的木刻老虎，这一幕被赵雄看在眼里。黄若菊发现何花与陈飞认识，何花晚上来到黄若菊办公室，解释说两人早些年就认识，黄若菊要何花亲自解决何飞，并要她做一件事情。

陈文俊来到黑板前，彷佛在看什么东西，原来是前一晚沈星河在此留下的消息，约他“周日五点，天台见”。这时何花过来叫他到杂物间，知道赵雄就在门外偷听，何花小声地对陈文俊说不管来这的目的是什么都不要节外生枝，让他赶紧离开，接着两人继续演起了戏。另一边陈雪已经醒过来并恢复了，沈星河来办公室找陈雪，看到了桌子上的文件，这时陈雪劝说沈星河应该有更大的舞台，并说会助她一臂之力。沈星河半夜来到陈雪办公室，想要寻找之前她看到的文件却没有找到。

陈文俊悄悄来到太平间，左敲右敲，都没有发现，突然他定定地看着一个地方，这时何花突然进来，她看到陈文俊在此，猜测陈文俊是共产党派来执行任务的，她再次劝说陈文俊离开，陈文俊要她一起走，但何花为了她娘的病情，只能替对方做事来交换药物。黄若菊的眼线向她汇报说有人看到何花跟着陈飞进了太平间，黄若菊立即带人前往太平间。当众人到达太平间门口持枪以待时，里面却突然传出了何花大叫的声音，原来是何花为了保护陈文俊，在里面演起了戏，这才化解了危机。

沈星河到陈雪办公室找她，却被黄若菊绑到了地下室，原来是她夜探陈雪办公室被发现，陈雪也以为是她拿了自己的文件，一转之前亲昵的态度，质问沈星河把自己的文件放在哪了，沈星河不断遭受电击，却咬死不松口，一旁的黄若菊见此，拿起旁边的注射器将液体打进了沈星河的静脉，最终沈星河晕死过去。陈雪说自己的文件装的是陈飞的过去，黄若菊挥了挥手上的信封，正是陈雪要找的文件，但是里面却是黄若菊和蒋玉婷的黑料，陈雪突然意识到大事不好，就在她准备转身离开找院长时，赵雄从背后朝她开了一枪，接着黄若菊又连开两枪，对着赵雄说道“所有背叛组织的人都得死”，说着朝赵雄开了一枪。

黄若菊对赵雄开了一枪后，告诉他自己早就发现了他的背叛，见赵雄不肯说出真相，又给了他一枪。原来，那日何花到陈飞病房查房时，门外的赵雄听到了陈文俊说的“青山不改”台词，知道他就是共产党的同志，而赵雄就是张浩发展的下线“绿水”。一日赵雄跟陈文俊对上了暗号，两人在天台见面，赵雄说张浩要找的东西藏在医院地下防空洞的档案室里，那是江城桃花组全体成员的名单，赵雄解释道自己原本是桃花组的成员，因为国民党曾许诺在大陆撤离台湾时给自己的妻儿船票，结果却被国民党高官占据导致妻儿的死亡，所以他要报仇，陈雪文件里关于黄若菊和蒋玉婷的信息也是他放的。

黄若菊正朝这边走来，她吩咐将手术时间提到24小时内，这时有护士来报说陈飞不见了，黄若菊立即下令销毁机密文件，然而这一切都被陈文俊听到了，他看到了沈星河，也知道赵雄已被黄若菊杀害。陈文俊来到档案室被发现，情急之下编造出是黄若菊让他过来监督的谎言，桃花组负责焚烧文件的两人也没有多想，陈文俊看到桃花组成员名单时，迅速出手击倒一人，另一人准备对他开枪却被何花从后面击倒。陈文俊何花二人随后快速离开，然而还是被黄若菊发现了，在被带走前他将桃花组成员名单扔给了沈星河。

陈文俊被吊在刑架上奄奄一息，何花坐在电椅上正在被电击，黄若菊残忍地虐待何花，期望能通过虐待何花让陈文俊开口，陈文俊痛苦地看着何花，却不肯开口，黄若菊朝着何花腿上连打两枪，陈文俊心疼地不知如何作答，何花咬舌自尽。这时陈文俊看着何花，脑海中浮现出当年的画面，画面中当何花拿出自己刻的老虎给他时，他说很喜欢，两人有了不一样的结局。

沈星河看到吊在刑架上的陈文俊神色震惊，她慌乱地跟黄若菊表示自己做不了这事，黄若菊却再三逼迫，沈星河无奈将针扎入陈文俊的脖子。另一边，沈星河已经给金老麻醉了两小时，询问何时开始手术，黄若菊却让她不要多嘴。时间来不及了，黄若菊命令即将运送货物时，沈星河却提出金老患有阻塞性肺疾病，需注射静脉诱导药丙泊酚，否则呼吸循环系统可能出现问题，黄若菊怕生出变故，只好再等待半小时。原来沈星河是在拖延时间，陈文俊告诉她每天上午十一点半方天翔都会来与他见面，无论如何任务不能失败。就在黄若菊终于等不住即将出发时，陈文俊带领人冲了进来，黄若菊震惊地看着他，原来早在沈星河给陈文俊注射药物时她就偷换了致死药。