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第一集
故事发生在20世纪60年代的一个冬天。
一幢小楼孤零零的陷在香港的夜幕里，来自欧洲的华裔舰艇动力专家正在等候北京方面的接应者张晓明，然而却突然遭到了台湾特务的袭击。专家本人侥幸脱险，与他同行的两个学生却被杀害了。
就在这个事件发生的前后，总部侦察员骆战等人正在红旗宾馆严密监视一个刚刚潜入北京的敌特，但奇怪的是这个监视对象没有任何动静，却又匆匆离开了北京，不过另一个被我方长期监视的特务，红旗宾馆服务员终于浮出了水面。
张晓明在香港没能接应到专家，却遭到了敌特的跟踪。他立即与总部驻外机构负责人朱学峰紧急见面。汇报了专家遭遇意外的情况，由于情况不明，朱学峰要张晓明隐蔽待命，由自己立即向北京总部汇报。但是更令人震惊的事情发生了，第二天张晓明在香港还是落入了台湾特务手中。从敌人对他的审讯中可以得出结论，敌人显然已经完全掌握了那个华裔舰艇动力专家的任务和行程安排。倍感震惊的张晓明寻找机会破窗跳楼，摆脱了敌人。
第二集
基本上已经赋闲在家的总部反间谍专家许子风，这天在家里接待了反间谍局的局长崔志国和副局长泰全安，然后被带到郊外射击场，在那里他和骆战一起，被告知了香港发生的事件及其背景；鉴于台湾海峡的复杂形势，我海军正在被施代号“512项目”的计划，以提升舰艇作战性能，华裔动力专家就是回国帮助解决一系列尖端技术问题的。为此，由我某舰艇动力研究所为主，还成立了专门的“协调小组”。就是这样一项高度机密的工作竟然被敌人所知晓，这只能得出一个结论，在我们内部有间谍。
许子风和骆战接受了总部下达的任务，奉命进入到“协调小组”中，尽快找出这个间谍，确保“512项目”顺利完成。许子风见到了动力研究所所长马知远 ，详细询问了专家行动日程的知情者范围，显然这个范围很小。许子风感到事情不是那么简单了，他立即命令骆战转移了原来的郊外办公地点，迁到了城里箭杆胡同的一个小院里。
鉴于香港的情况复杂，朱学峰约见了另一个外派人员蓝美琴，向她传达了北京总部的指示：先接替张晓明护送华裔专家安全入境，随后准备回北京，协助许子风的工作。
第三集
一架从广州至北京的中国民航班机上，许子风的女儿、空姐许婉云发现一个叫陆一夫的华侨似乎故意在引起她的注意。就在他们降落在北京机场的时候，陆一夫竟然晕倒了。在机长和同机民航工作人员郭林的安排下，许婉云护送陆一夫去了医院。
船舶动力研究所机要档案室主任李景，是许子风的前妻，她以前也是反间谍局的干部。这次，许子风的工作就首先从李景所在的机要档案室开始。关于“512项目”一系列绝密的会议纪要存放在这里。李景对许子风的到来同样充满了警惕，立即将此事向保建处长范仕成进行了汇报，范仕成对许子风直接进入机要档案显然非常烦感。
第四集
骆战成天陷于浩瀚的档案材料之中，不免有些怨气，这令本来就对工作要求极其严格的许子风感到不满，于是一些小冲突不断发生。不过有一次他们在箭杆胡同附近的人民餐厅吃饭时，骆战碰上了多年不见的女同学王晓京，看到王晓京对骆战的过分热情，许子风竟然像一个父辈一样鼓励“大胆的王”，这让骆战看到了这个怪老头的另一面。
许婉云对父母的离异始终无法理解，这天她来到李景独居的家中，看到李景孤独的生活现状，再次好意劝妈妈和爸爸复婚。李景生硬苦涩地拒绝了女儿。
已经将华裔专家安全送入国内的蓝美琴，正在准备奉命回国协助许子风工作了，却突然被朱学峰再次约见。原来过去我方的一名合作者黄伟业，突然与朱学峰见面，声称台湾情报机构有一个高层人士准备投诚，迫切希望与我方人员见面，并愿意提供大量情报。由于真假难辨，朱学峰请示总部后，决定让蓝美琴暂留几天，参与他和投诚者的见面。
第五集
在黄伟业的安排下，朱学峰、蓝美琴在香港台港情报机构一个叫但戈然的人如期见面了。但戈然表示愿意以情报换取回大陆定居，令人吃惊的是，他不仅知道我方“512项目”的几乎全部进程，甚至对香港出事以后我方对事件的基本判断以及怀疑范围，许子风和骆战的进入等等也了如指掌。于是，但戈然的真实身份已经勿庸置疑了。
当晚，接到香港的汇报后，崔志国和秦全安紧急召来许子风、骆战，指令他们立即去香港，与但戈然进一步接触，以摸清对方的底牌。许子风一方面安排骆战先期去香港，另一方面再次查看档案，并再次找到过去是自己联络员的李景，让她帮助回忆是否听说过但戈然这个人。为香港的见面进行准备。
第六集
陆一夫再次来到北京机场，终于见到了刚飞行归来的许婉云，并以感谢上次许婉云的帮助为名送上了一束鲜花，这让许婉云对他产生了初步好感。
在金钱和美色的诱惑下，郑克信已经被周为民和庞艳成功控制住了。
在经过了周密程序之后，许子风终于开始和但戈然见面了。在接连三天的接触中，双方相互试探，经历了一场斗智斗勇的较量，但戈然终于表明了欲回大陆的动机。同时证实我动力研究所内部的确有一个长期潜伏的特务，不过由于这是由台湾情报机关高层直接操控的，因此他并不知道这个特务的真实身份。许子风要求但戈然回台湾尽快了解有关潜伏特务的情况，然后通过朱学峰与自己单独联系。
第七集
许子风和蓝美琴、骆战、朱学峰对但戈然出现的时机以及所提供的情报进行了详细分析，一致认为，起码在目前情况下，但戈然这条线索还是非常值得重视的。
蓝美琴其实挺喜欢精明干练的骆战，不过又时时寻找机会拿骆战开玩笑，这让骆战有些难以适应。在他得知许子风与蓝美琴牺牲的父母是战友，而蓝美琴是有许子风、李景抚养成人的背景后，更从心理上感到了自己与他们两人之间的距离。任务结束后许子风心里似乎很轻松，他带着骆战到街上，去为朱学峰在北京的女儿选了一个洋娃娃。这倒让骆战感触良深。
周为民和庞艳此时已经接到明确指令；春节期间选择北京繁华地段实施爆炸。已经无力脱身的郑克信被要求制造一个定时爆炸装置。
第八集
“专家协调小组”的工作顺利，这让范仕成既有心情为骆战提供档案的查阅方向，还能为出嫁的女儿举行了一个像模像样的婚礼，甚至也邀请了许子风和骆战。
蓝美琴绕道巴黎回北京，她的突然出现让从小一起长大的许婉云非常兴奋。蓝美琴回到许子风的家中，才得知李景已经离开这个家了，这让蓝美琴既无法理解又有些伤感。在她的心里，这里就是自己的家，她不能接受这个家庭的分裂状况。在她的安排下，许子风、许婉云和李景同时出现在同一个饭店里，但李景一见此情景，便断然离去了。
蓝美琴再次和李景见面，十分震惊的得知，李景离开许子风的原因之一，竟是因为许子风曾一度被怀疑是当年出卖自己父母的告密者，这给李景留下了挥之不去的心理阴影。
第九集
许婉云与陆一夫的亲密关系已经形成，因爱而激动的许婉云向蓝美琴透露了实情。
但戈然这次在罗湖，向许子风提供了两条寻找那个潜伏特务的重要线索；一是华裔专家行程的情报，是夏天由南斯拉夫发出的；二是该情报密码使用了法文。在返回北京的火车上，许子风和骆战共同研究这两条线索，他们吃惊地发现，唯一同时符合这两条的竟是总工程师马知远。
在总部，崔志国听取汇报后指示，一方面设法通过其它渠道证实但戈然情报的可信度，另一方面立即对马知远实施监控。事情的进展并不顺利，对马知远的监控没有发现任何可疑之处，毛阳之类也毫无动静。许子风对但戈然提供的情报又总有一种难以名状的异样感觉。就在此时，但戈然却又再次通过香港提供了一份情报，指向了正在北京准备破坏活动的周为民。
第十集
崔志国召集许子风等人就侦破工作的现状进行分析，许子风认为，最近周为民等人的被抓获，进一步制止了一起爆炸事件，更进一步印证了但戈然情报的可信程度。蓝美琴显然对此另有看法。
已经在机场当上技工的陆一夫与许婉云已公开恋爱了，在陆一夫的要求下，许婉云回家要求许子风与陆一夫见见面。由于工作没有突破性进展，许子风似乎无心顾及女儿的事情，加上陆一夫的华侨背景，他甚至表现出了几分冷漠。
总感觉哪里出了问题的许子风，终于在和蓝美琴、骆战交谈中理清了思路，他从但戈然提供的情报过于逻辑中发现了破绽。因此，他们对但戈然投诚的真实性再次提出了疑问。于是，他们开始制定相应对策，力图迅速扭转目前的被动局面。
在机场，陆一夫几次欲与民航工作的郭林接触，但都被许婉云无意中阻碍了。
第十一集
既然间谍的嫌疑范围已经其本确定在马知远和范仕成身上，但戈然的情报又直指马知远，而但戈然投诚的真实性已经遭到质疑，那么从但戈然情报本身受益的范仕成受到了许子风的强烈关注。于是经总部批准的一个方案开始实施了；第一，采取包括正面接触在内手段，对马知远进行最后甄别；第二，设置圈套，提供假信息给范仕成，等待反应。
许婉云和陆一夫频频约会，可骆战在机场对陆一夫的调查没能发现什么疑点。而与此同时，没能进入我方视线的郭林却在行动，两颗炸弹已经由他带到了北京。
在总部，崔志国告诉许子风，有情报来源证实，台湾情报机构最近已经在北京机场成功安插一个特务，我们正在调查之中。这个消息令经验丰富的许子风感到极为不安，他对蓝美琴说出了自己的忧虑；他怀疑这个特务就是陆一夫；从他进入的时机判断，他所担负的任务可能与“512项目”有关。
第十二集
王晓京本来就对骆战过于神秘的生活感到不满，而这次受了枪伤的骆战仍不能对事情经过有一个清晰的说法，着使两人的关系变得紧张起来。
许子风面对许婉云的处境极为担心，可由于事关大局，他除了以一个封建家长的姿态，毫无理由的要求女儿断绝与陆一夫的关系之外别无他法。恋爱中的许婉云当然不能接受这种无理而粗暴的干涉，父女之间的关系出现了裂隙。同样为许婉云担心的当然还有蓝美琴，她一方面对许婉云进行劝解，另一方面也在以一个反间谍人员的敏感观察陆一夫。虽然她许婉云的劝说依然没有效果，但她对陆一夫的身份认定：陆一夫决不是个一般的“归国华侨”。
第十三集
蓝美琴回到北京后，许子风立即要求骆战从总部档案开始，寻找关于“牧师”的线索。随后许子风、蓝美琴一起来到总部，向崔志国进行汇报；但戈然的被杀使范仕成露出水面了。因为虽然马知远和范仕成都知道我们已经在怀疑但戈然投诚的真实性，并准备在会面中最终证实，但具体见面地点却只故意透露给了范仕成。崔志国认为，已经可以基本圈定范仕成是潜伏特务了。但这只是向前迈了一步。
许婉云在陆一夫的支持下，将父亲对自己的粗暴干涉告诉了李景。李景询问许子风到底这里面出了什么问题。因为涉及机密，许子风欲言又止欲焉不详。这却激怒了李景，因为当年在许子风是否真的出卖了蓝美琴父母的问题上，认为这是无稽之谈的李景，要许子风详细说明一下真相的要求，也曾被他以涉及国家安全利益为由拒绝了。这才最终导致了他们的离异。
第十四集
在“协调小组”的领导下，“512项目”进展顺利。同时我方对范仕成的监控 力度在不断加大，骆战甚至潜入范仕成家里秘密安装了窃听装置。蓝美琴提出设想；但戈然所说的“牧师”很可能就是范仕成的代号。于是对“牧师”的查找也在全力进行。
随着郭林妻子尸体的发现，郭林也失踪了，但从他的家里却搜出了一颗本已交给陆一夫的炸弹。这令许子风感到了疑惑。不过一直深藏不露的毛阳开始行动了。
郭林妻子的死亡和他本人的突然失踪，在民航引起了关于特务的纷纷议论，许婉云也大感震惊，她回到家里，询问父亲郭林一家发生的事情，是否真的与台湾特务的活动有关系？许子风深知事关案件全局，只能予以否认。
第十五集
蓝美琴赶到动力研究所，为专家的安全工作再作布置，竟然遭遇化装的郭林潜入专家住所意欲行刺，蓝美琴迫不得已击毙了郭林。郭林出事以后，范仕成虽然表面正常，但他对自己的处境显然已经非常警惕，这使得骆战对他的监听没有收获。
民航工作者的郭林暗杀专家未遂，这让曾是反间谍工作者李景很自然的联想到了与女儿恋爱的陆一夫。李景再次询问许子风真相，因为这是可能影响女儿一生的大事。许子风依然还是那种态度，这令她十分愤怒。许婉云显然也感到了某种危险，但陆一夫信誓旦旦的言语很快就让她松弛下来。
蓝美琴终于找到机会和许子风谈起了自己父母的牺牲与许子风之间的关系。这是一种情感十分复杂的交谈，她和当年的李景一样，绝不相信许子风是告密者。但又渴望许子风说明为什么他会被怀疑。
第十六集
为范仕成设置的诱饵就在机要档案室里，这显然为李景带来了危险。在一个晚上，蓝美琴陪许子风来到李景家里，气氛虽然有些尴尬，但似乎也找到了一些曾经有过的默契。
骆战发现陆一夫居然和毛阳秘密接头，联想道许婉云和陆一夫的特殊关系，使他没有向许子风汇报，而是直接找到了崔志国。崔志国对骆战在这个问题上不信任许子风提出了严厉批评，指出以许子风的经验，他肯定早把陆一夫纳入怀疑范围了。只是事关全局，他目前无法顾及女儿的安危。这就是我们这种工作的特征，必须随时准备为国家利益做出牺牲。骆战随后奉命对陆一夫的住所进行了秘密搜查，但未能获得有价值的成果。
我方设置的诱饵对范仕成起作用了。他来到档案室，以偷梁换柱的方式取走了所谓“绝密”的技术资料。但由于李景等人完全不知内情，以及范仕成的手段过于狡猾，竟未能留下可以直接指控范仕成的证据。
第十七集
郭林交给陆一夫的另一颗炸弹，被陆一夫锁在了外出探亲的同事的工具柜里。但同事突然归来发现了炸弹。陆一夫眼看事实败露，杀死了同事，然后在机场维修车间制造了一场火灾。既焚尸灭迹，又使自己成为了灭火的英雄。总部研究后对此事作出判断：这决不是一场普通的火灾。骆战立即展开了调查。
骆战对机场火灾真相的一系列调查，种种疑点都渐渐指向了陆一夫，但现在缺少对死者的尸检报告。骆战认为，现在情况基本明晰起来，应该立即对范仕成、陆一夫等人采取行动。许子风和蓝美琴觉得越接近真相。越需要冷静。目前我们恰好应该反其道而行之，欲擒故纵，让敌人有进一步行动的时间和机会，我们则是退一步进两步，诱敌深入。
陆一夫“英雄救火”的行动使他受到了广泛的表彰，许婉云对他也更加一往情深。不过此时陆一夫也明白自己真的是爱上了这位姑娘。这让这个特务陷入了始料不及的、理智与情感的困惑之中。
第十八集
一个星期天，蓝美琴精心组织了一次大团圆似的郊游。围着冬日的篝火，李景和许子风趋于和解、骆战和蓝美琴互倾爱意、因与陆一夫的恋爱而感到压抑的许婉云，也领悟了父母对她真诚的关爱与担心。
陆一夫遇上麻烦了，毛阳威胁他立即和许婉云断绝来往。随后范仕成亲自出马，也与陆一夫秘密接头了。
机场火灾中死亡者的尸检报告证明，死者确系被钝器所杀。陆一夫的特务身份已经确定无疑了，虽然许婉云的处境更加危险，但陆一夫在与毛阳发生联系之后又和范仕成见面，似乎表明他是两条特务线上一个重要的交叉点，这让许子风仍然难下将其逮捕的决心。
李景到达了山西的一个煤矿，当地安全机构的协助下找到了裴明谦。
第十九集
李景从裴明谦那里证实，所谓“牧师”确系解放前夕潜伏下来的特务，是国民党情报机构高层直接操控的，而这个人就是范仕成。然而在返回途中，李景却遭遇意外车祸，身受重伤。
毛阳和范仕成终于第一次接头了。因为台湾方面要求不惜一切代价阻止“512项目”的成功。鉴于范仕成目前处境危险，毛阳决定先干掉许子风，随后他找到陆一夫，指令陆一夫完成最后一项任务，将一颗定时炸弹放入许子风的家中，不明底细的陆一夫接受任务后，既感到巨大的危险，但也开始憧憬将来的平静生活。许婉云对突然陷入忧郁状态的陆一夫感到不解。
崔志国和许子风等人一起研究目前情况，共同认为：毛阳与范仕成的接触，表明两条线索已经连在一起了。随着“512项目”接近尾声，敌人的行动也会加速。所以，现在只等他人进一步行动，就可以最后收网了。崔志国考虑到许婉云的安全，出面与民航方面联系，将许婉云暂时派离了北京。处于昏迷中的李景被送回了北京。面对生死未卜的李景，蓝美琴第一次站在了职业立场之外，以一个女儿的角度对许子风的“不近人情”进行了指责。许子风看着不省人事的李景，再次陷入个人情感与安全纪律的痛苦矛盾之中。
第二十集
陆一夫携带炸弹来到许子风家附近，蓝美琴跟踪而至。陆一夫以为那是一颗定时炸弹，其实毛阳早已同时安装了遥控装置，意欲同时干掉陷入情网的陆一夫。陆一夫在许家小院里和拔枪在手的蓝美琴狭路相逢，此时一直暗中监视的毛阳遥控引爆了炸弹。陆一夫当场死亡，蓝美琴也负伤了。
回到北京的许婉云得知真情，这才如梦初醒，对自己没有听从父亲的劝告悔恨不已。而许子风的内心却对女儿充满歉疚。
敌人也在加紧行动了。按照台湾方面的指令，毛阳负责对动力所试验基地的实施破坏；范仕成则再次对华裔专家下手。但这一切都在我方掌控之中了。尽管毛阳和范仕成费尽心机，最终二人依然被许子风他们当场抓获。
除夕的夜晚，在清脆的鞭炮声中，骆战来到医院，却惊愕地发现蓝美琴已经不辞而别了。骆战万分惆怅地来到了许子风家里，看望伤愈出院的李景。许子风家里，经历了又一场风雨一家人重新团聚了。与此同时，接受了新的任务、远在他乡的蓝美琴，拨通了箭杆胡同的电话，但是没有人来接听。蓝美琴和骆战因为职业的原因从此断绝了音讯，当他们再次相见时，已经是将近40年后的今天了……
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