20世纪三十年代的上海法租界，一个星期不到发生了三起命案，三起案子都有着相同的特性：受害人的手均被剁下送到巡捕房。面对接连发生的命案，巡捕房面临着巨大的舆论压力，于是破案的重任自然落到了巡捕房两位最得力的探长身上。罗探长和范探长，俩人是几十年的老朋友，同时俩人在私底下又暗暗的叫着劲。巡捕房许诺，谁先破了这起命案就升其为督察。

罗珊珊回到了上海，对家乡的一切都感到新鲜。这天，她在街上闲逛时发现有个小偷偷钱，于是很激动地追了上去。然后遇到了刘梵希，刘梵希巧妙地处理了事件，但是罗珊珊对此很不服气，她执意要带小偷去法捕房。

法捕房又收到了断手，罗珊珊认真地分析了剧情，她更主动请缨来处理这个案子。范督察答应了她的请求。刘梵希当即赶往现场去查案，他还自我模拟案情经过。罗珊珊赶去找他，刘梵希才知道她就是自己的助手，他觉得很不可思议。

刘梵希对罗珊珊讲述他对案情的分析，然后说那只有疤痕的断手应该是薛三的。罗珊珊去爸爸的坟前祭奠他，刘梵希也去了，罗珊珊对他表达了最真挚的谢意。断手真凶跑去找神父，揭露了自己的真面目，并对神父下了杀手。

罗珊珊在现场仔细勘察，刘梵希跑来找她，说的确有人看到了凶手，他还拿到了素描像，罗珊珊说有人可以帮忙他们找真凶。罗珊珊跑去找龙堂主，龙堂主很豪气地答应了罗珊珊的要求。但龙堂主趁机要邀请罗珊珊一起吃饭，罗珊珊以办案为理由先告辞了。

刘梵希和罗珊珊来到了赌场，原来他们是去找一个军火贩卖商，希望从他那里得到买枪人的消息。在刘梵希的武力威胁下，那人说出了买枪人的特征。范德威对他们俩的探案方式进行了夸赞，罗珊珊正打算多说一些案子的细节，却被刘梵希拉了出来。

罗珊珊来到郊区一处破旧的房子前，徐平的父母接待了他们。谁知还没等罗珊珊提问，她就被打晕了。刘梵希带着其他警员赶到，刘梵希和那个老太婆展开了激烈打斗，然后得知罗珊珊在屋里，他就一枪击毙了那个坏男人，罗珊珊很生气，因为这样她就不得而知是谁派他们来追杀她的。

罗珊珊和断手真凶来到一处密室，断手真凶回答了其所有问题，可是当罗珊珊问起主谋是谁时，断手真凶却不愿意说。断手真凶让罗珊珊和其玩种游戏，输的一方就得死，罗珊珊用心理战激怒了对方，对方恼凶手成怒拔枪准备杀了她，并依照月底在其死之前告知真相。刘梵希紧急时刻赶到，三人打斗了起来，凶手负伤在天台被抓。此时范探长带人赶了过来。

罗珊珊收到一封信件，里面是刘梵希给的一千元支票。因为没接到案子，这一千块钱还真解决了燃眉之急。迫于无奈，罗珊珊只能接些捉奸的案子，这让刘梵希也跟着着急，就在俩人嬉闹的时候，罗珊珊无意间在报纸上发现了一宗百乐门失窃案。

罗珊珊通过对死者尸体的伤口判断，凶手应该是个孔武有力的男人。此时顾连恒家的命案也有了线索，范督查命刘梵希去抓人。很快此案宣布破案，刘梵希得到了总督察的表扬，可是刘梵希却高兴不起来，他觉得这桩案子有太多疑点，仅凭一枚戒指定案，有违公平。总督无奈，只得给刘梵希10天时间，命其找出真凶。

罗珊珊在酒会上喝多了，晚上回去被人使了计，辛亏龙彪及时赶到，事后龙彪查出了这次事件的幕后黑手是平小五，而他们的目的就是想让罗珊珊出丑。顾家女儿的死让顾老爷认为是吴本务所为，于是顾老爷找吴本务理论，两人意见不合扭打了起来，扭打中吴本务头磕到了桌角流血不止，顾老爷见状匆忙逃走。

顾家少奶奶让罗姗姗帮其寻找失踪的吴本务，只有找到了吴本务才能理清楚顾家大小姐的死和顾老爷子有没有关系。为了找寻事情的真想，罗珊珊和刘梵希只得冒险让燕梅去顾家做卧底。

刘梵希被邮包炸弹炸伤入院，罗珊珊去医院探望。小兰一直在为自己哥哥的案件着急，却又无能为力，于是小兰要求罗珊珊让其去应聘顾家古董店的伙计，希望能为破案出点力。两人正在为此事讨论着，罗珊珊突然发现画像上的人和顾家少奶奶很像。

燕梅趁顾家少奶奶和吴妈出去的间隙回到罗珊珊和刘梵希住处，并将自己在顾家的所见所闻叙述给他们俩。罗珊珊和纪梵希通过燕梅的描述分析出杀死顾老爷的凶手很可能就是顾家少奶奶齐青梅。法捕房却认为顾家古董店的小兰有作案嫌疑，于是将其带走。

顾家夜里失火，齐青梅下落不明。凶手半夜潜入医院刺杀掌柜被刘梵希撞上，两人打斗起来，凶手不敌落荒而逃却不幸将凶器落在了现场，刘梵希通过对凶器的分析认定吴妈就是本案的嫌疑人。罗珊珊认为齐青梅和吴妈都是别人的棋子，真正的幕后黑手还没浮出水面。

韩太太欲给罗珊珊张罗相亲引刘梵希吃醋，罗珊珊和相亲男吃饭，刘梵希从中给捣乱黄了。许会长表面答应将电影的女主角许诺给郑晓婉，背地里却没遵守诺言。而此时这部戏的女主角陈丹莉却被人神秘杀害。

罗珊珊，刘梵希通推理分析得出了陈丹莉被害的凶器及死亡时间。刘梵希通过对任公子的审问也基本上排除了其作案的可能。而此时许会长的司机真正身份也慢慢浮出水面。

作家柳林的死亡让其未婚夫伤心欲绝，其找到私家侦探罗珊珊希望她能帮助破这个案，并且给了三千元的费用，三千元对于罗姗姗和刘梵希来说是笔大钱，俩人忍住心中的激动，爽快的接下了案子，两人决定大干一场。通过对柳林案发现场的分析，两人得出其非自杀，乃他杀。

对于柳林的死，罗珊珊将怀疑点转到许会长的司机阿兵头上。而郑晓婉也知道了许会长司机阿兵的真实身份。而此时的王先生却不同意让郑晓婉出演柳林的遗著女主角。于是许会长和王先生爆出激烈的争吵，王先生摔门而出。

罗珊珊找到了杀死王维俊柳林陈丹莉的凶手，就是许会长的司机阿兵。两人在打斗中罗珊珊不敌被抓。凶手给罗珊珊准备了一口棺材，打算将罗珊珊杀害。而此时刘梵希也发现了罗珊珊的失踪。罗珊珊被阿兵订死在棺材里，而他的下一个目标就是许会长。

凶手阿兵被抓，罗珊珊通过审问并推测出了阿兵杀人的动因。并指出郑晓婉就是阿兵口里的小雯。电影剧组也闹起了罢工，剧组演员都表态不愿意和郑晓婉演戏。

许会长假惺惺的拿着贺礼，来到罗珊珊的住处，表面上是来感谢罗珊珊的“救命”之恩，实际上是想买通罗珊珊，让两人能够在今后合作，在上海共同发展。罗珊珊意外得知自己父亲来到上海的消息，按照线索，她找到父亲的住处，却正巧碰上一桩枪杀案，同时发现并不是自己父亲。在上海的日本人中，接连发生了谋杀毁尸案，这让刘梵希和罗珊珊非常苦恼。

刘探长抓住了从精神病院逃出的嫌疑犯，审讯的过程中，刘探长出示的证据，让嫌犯哑口无言。但是，刘探长的突击审讯，却遭到了范督察长的反对。刘探长与罗珊珊在讨论案情的过程中断定，精神病院的院长在这个系列谋杀毁尸案中是个重要人物。范督察盘算着要把嫌疑犯私自除掉，掩人耳目。罗珊珊私闯久木的住处，发现了很多被关押在此的中国妇女，结果罗珊珊也被扣留。刘探长想尽一切办法，抓住了久木，以此来逼迫他释放罗珊珊。

刘探长和罗珊珊等人接到了一起盗窃案，被盗的是一家面包房，通过查找，刘探长等人找到了作案的人，原来是个孩子，他是为了帮助更多像自己一样的流浪儿，才去偷面包来解决他们的吃饭问题。罗成来到上海，找到当年害他的麦堂主，用钱诱惑麦堂主参加赌局，结果麦堂主中计，在赌局中输了自己的一只手。

石小兰买回所有关于断手案的报纸交给罗珊珊，罗珊珊让她帮忙剪下有关断手的照片，石小兰将报纸撕了之后用戏法变出所有断掌的照片，她早就替她准备好，罗珊珊打电话找刘梵希时他已经出去了，罗珊珊看不清楚照片，她只好去现场查看。法国总董白尼先生指责许绍鳞办事不力，白尼让他凑齐一百万赈灾款，还要把斑指带回法国做痕迹鉴定。

罗珊珊和刘梵希分析案情，她向他说起石大海已见过罗成。二人分别跟踪范德威和许绍鳞，他们见其进了温莎公寓，刘梵希进门后问起是否有公寓出售，他得到范德威的房间号，罗珊珊答应听他安排。范德威接了许绍鳞的电话后准备在温莎公寓谈生意，刘梵希看到许绍鳞的车后借上厕所之机从门房那里离开。罗珊珊在打开范德威房门的时候险些暴露，幸好罗成及时出手将她拉入屋里，罗成和罗珊珊相认后非常高兴。

沈记者将龙彪打扮留洋派，还教他学习礼仪常识，但龙彪很不习惯。罗珊珊见到龙彪，打听到交易中有加密纸的做法，吴耀庭目前对龙彪还不信任，龙彪只能牵线搭桥。罗成知道范德威肯定将加密纸藏在保险柜中，他和罗珊珊都难将保险柜打开，罗珊珊想到小偷谢老六。谢老六求罗珊珊放自己一马，他师傅神偷六十三铃可以做到。石小兰带着酒找到六十三铃，为拜师费尽周折，终于成功学到手艺，打开保险柜。

刘探长缴获鸦片的新闻登上报纸，罗珊珊找到刘探长兴师问罪，问他为何要利用自己提供的线索私自行动。罗珊珊担心刘探长的这次行动会招来麻烦，但刘探长一直不能理解她不能对自己说的秘密行动是什么。果然不出所料，刘探长找来截获鸦片的马六，因为贪财，被范督察抓住，严刑逼供伪造证言，来诬陷刘探长，并且将马六除掉，嫁祸给刘探长。

刘探长找到法医鉴定的好友老吴，希望让他来帮助自己洗脱罪名，但不料老吴却绑住了刘探长，拿出了悬赏刘探长的通缉令，这让刘探长很无奈，但他却不知这正是老吴解救刘探长的办法，老吴通过刘探长的签字证明了凶手另有其人，老吴帮助刘探长躲过了范督查的追杀。刘探长回到巡捕房查找证据，在这里与师父罗成相见，此时范督查等人回到巡捕房，刘探长帮助师父脱身之后，又在巡捕房内捉弄了范督查一番。

罗珊珊没有想到，父亲罗成找到了刘探长，并且将他带回了家。罗成、珊珊、刘探长三人在分析了案情之后，开始计划下一步的行动。他们找到二宝帮忙，到巡捕房得到范督查的信任，然后在当中了解案情，最终确定陷害刘探长的杀人真凶就是苏探长。就当众人抓住苏探长的时候，他却意外的自杀而亡。商会许会长找范督查借钱做生意，却中了罗成的圈套，范督查被许会长枪杀，于此同时，罗成也洗清了多年的冤屈。

远藤来到中国后找到罗成，他对日本军队的做法不满，无立足之地之后才来到中国，远藤靠朋友帮忙开了一家书店。许绍鳞被捕后群龙无首，副会长召开会议商量后事，在会上他们因意见不合发生争执，顾连恒的太太钮玉莲受梁律师突然来到，钮玉莲专门商量让他们归还古董店的事情，她多年来一直装疯，那古董店原本就是她的嫁妆。

罗珊珊给钮玉莲打电话约定见面地点，但钮玉莲被日本人挟持，罗珊珊趁机和日本人打起来，刘梵希等人从背后帮忙，钮玉莲在混乱之中被日本人用刀扎伤，她死前向罗珊珊说出走八卦阵的口诀。罗珊珊回去后向罗成说起口诀，罗成对此有些研究，刘梵希发现兜了一圈后回到原地，罗成按那个罗盘画出阵法，他研究出走法。