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二十世纪三十年代的上海租界，怪案频发。中央巡捕房，上任了一位新探长叫顾远。顾远带领副探长康一臣、法医车素薇，抽丝剥茧，开始调查租界的各种怪案。他们遇到的第一个案件，就是白府西洋鬼案。由于白府西洋鬼杀人传的满城风雨，顾远等人进入白府展开调查。白府内，他们救下了被捆绑做驱魔法事的下人。车素薇经过对死者的尸检，发现死因是心源性猝死。白府二姨太希望顾远等人能将府内的西洋鬼查清楚，不料却遭白少爷百般阻拦。胆小的康一臣借坡下驴劝说众人离开白府。
顾远表面暂不立案，实则已经在背地里偷偷展开调查。康一臣为了挽回颜面，宣称必须要将案件调查水落石出。于是，两人开始展开了调查本案的较量。此时，白少爷突然来报案。“鬼”又在白府杀人了，希望巡捕房能调查清楚。车素薇尸检发现，死者也是猝死。顾远调查白府的大小姐，白悠梦。白悠梦久居深闺大院中，脾气古怪。康一臣上前安慰，并决定带白悠梦去商业街转转，吃了很多好吃的。顾远和康一臣去调查白悠梦失踪的丫鬟暖春。
据二姨太描述，白老爷是因为跟暖春私通，暖春反抗，导致白老爷受伤入院的。顾远等人，到白府院内调查，利用风水常识结合西方科学等判断，挖出院内土里，藏着暖春尸体。白悠梦悲痛万分。顾远根据各种信息判定，是二姨太发现暖春与白老爷私通，所以二姨太要撵走暖春。结果与老爷产生了矛盾，失手将老爷推倒。暖春恰好撞见此事，于是二姨太将害老爷的罪名，转嫁给暖春。为了封口，又命令下人，合力将暖春杀死。
顾远命令巡捕将二姨太缉拿归案，白家上下都知道了暖春死亡的真相。但是，白府的西洋鬼，并没有抓到，白府仍然不得安宁。顾远等人深夜秘密潜入白府抓鬼，康一臣照顾着白少爷，却被西洋鬼劫持。乔装的顾远被西洋鬼困在白少爷房间，顾远奋力脱困后，命令五六回巡捕房搬救兵。顾远根据鬼影在白府内的行踪一路追查，终于发现了西洋鬼的秘密藏身之处，他在生死关头用自己特制雨伞救下了康一臣等人的性命，并亲手将西洋鬼抓住，解开了白府惊人的秘密。
近日，黄浦江中多名游泳者神秘溺亡。顾远和康一臣分析案情时，上海申报著名记者、名门千金曹青萝突然造访，并主动要求参与调查。车素薇根据溺死者身上的抓痕，判断是“水猴子”所为。夜晚，顾远等人带领打捞队在江中抓住一只晕厥的“水猴子”。在检查的过程中顾远发现端倪，而“水猴子”却突然苏醒逃入水中消失。顾远和康一臣前往码头调查，遭到老板聂昆仑的阻拦。夜晚，顾远等人再次偷偷潜入码头，抓住放“水猴子”入江的人，并从他口中得知陈炳亮才是幕后主使。不料，他们在抓捕行动中，陈炳亮却自己跳楼身亡。车素薇尸检发现陈炳亮的腹腔内有一块还在运转的怀表。
在曹青萝的提示下，顾远和康一臣前往聂昆仑家一探究竟。他们得知了陈炳亮和聂昆仑的多年恩怨。据聂昆仑交代，真正与陈炳亮结仇的，其实是他们的结拜兄弟，赌场老板赵东霖。顾远等人设计了一场惊心动魄的抓捕行动，他们乔装混进赌场之中故意引赵东霖现身，而在混乱之中赵东霖却被神秘割喉。车素薇在赵东霖的腹腔中，同样也取出了一块怀表。而赵东霖咽气的时候，陈炳亮的怀表却突然停止了。顾远据此推断，这是一起连环杀人案，而怀表的停止时间，就是下一个受害者的死亡时间。巡捕房必须在这个时间之前，找出凶手，否则还会有一个人死。此时，聂昆仑主动投案，道出当年兄弟五人犯下的罪行，并扬言一定是有厉鬼来索他们的命。
顾远判断，其余还有两个人可能都是被杀对象，一个是老赌棍张立志，一个是消失多年的王海涛。顾远和车素薇找到了改名换姓的王海涛并将其抓捕，但是张立志已经有一个月未曾露面，所以聂昆仑怀疑幕后凶手就是张立志。就在这时，顾远等人接到了女婿高志航的报案，聂昆仑的女儿聂盈杰突然被不明身份的人绑架了。顾远派康一臣看守聂昆仑，自己和车素薇根据线索去寻找聂盈杰。在一个破旧的旅馆里，他们竟然发现了张立志的尸体，根据车素薇的判断，张立志是第一个死者。顾远据此推断，聂昆仑和王海涛都在巡捕房监狱内。今晚十点，凶手一定会出现在监狱。当顾远驱车赶到巡捕房时，关押的监狱内却突然爆炸，聂昆仑和王海涛两人被炸死在监狱里。
顾远根据线索分析判断，20年前，他们五人所发生的案件里一定还有他们不知道的线索。一定是有人在处心积虑的布下这个连环杀人的惩罚计划。这时，被绑架的聂盈杰突然出现在了街头巷尾，谜底渐渐地在顾远的调查中逐渐清晰起来。在公输春的点拨下，顾远终于抓出了这件策划了20年的连环杀人案的凶手。一切真相大白，死亡时间案就此破获。 上海街道深夜惊现“僵尸格格”，顾远康一臣等人赶往现场展开调查。车素薇检查发现“僵尸格格”脸上的皮肤“补丁”来自于不同的人。顾远和众人搜寻线索无果，而此时巡捕房却出现了一对老夫妻，来认领这个“僵尸格格”。
顾远和康一臣根据“僵尸格格”鞋底的线索，前往新铺的水泥路处搜寻。他们在谷仓门口处发现了线索，顾远根据鞋印的方向，判断可能还有一个“僵尸格格”，最终五六发现了另一名“僵尸格格”。她的脸部也被缝上了不同皮肤的“补丁”，但她处于昏迷之中。众人前往锦绣绸缎庄向著名裁缝农海逸请教清朝旗服。农海逸提供了重要的线索，订购这些旗服的正是魁帮的“摘星阁”。顾远和康一臣因没有确凿证据，只能便服前往摘星阁。他们发现摘星阁有一个秘密“地宫”，是提供太监虐待女性享乐的变态场所。
康一臣和顾远身份暴露，在摘星阁中被魁帮打手围住。危急时刻卢世明带巡捕前来解围。但卢世明愤怒于两人私自调查，让两人暂时停职交出了证件和配枪。顾远为了调查摘星阁老板，前往阉者巷，得知李英曾经是宫里太监，偷走宫里宝贝发财，并拐走了一位思琪格格。顾远找到面部有伤的思琪，思琪说出李英欲霸占并毁容的事实。顾远和康一臣为了救出受苦的女侍们，两人闯入摘星阁，一阵搏斗后，两人身陷囹圄。李英在巷中被神秘人杀死。
