該劇以當前反對臺獨為大背景，從全新的視角講述一個撼人心魄的現代故事：在國際反華勢力的支持和縱容下，原臺灣軍情局行動部門間諜李肖，組織了一個國際分裂組織“鐵血同盟會”並擔任行動顧問，悄悄潛入中國大陸，意欲趁某國重要代表團訪華之際，利用航模飛機爆炸，實施暴力暗殺活動，破壞兩國關系。同時李肖還利用曾在大陸上過大學的女兒李曼秋對其同學——我參加軍事演習的導彈部隊指揮官洪越實施策反，妄圖制造誤射導彈，襲擊某大國的軍事沖突。達到分裂祖國、破壞我國安定團結的政治局面。從而達到使臺獨勢力從中漁利的罪惡目的。
曾是李肖恩師的原國民黨軍情局局長周天刃是個民族主義者，對李肖的臺獨主張極力反對。為了阻止李肖，他到處追蹤李肖的行蹤，並不顧自己背負著曾親手殺害過我地下黨員，現任國家安全局祝局長父母的血債，毅然跟進了大陸。
周天刃50年後的突然到來引起了我國家安全部門的高度重視。國家安全機關成立了專案組，三位年輕的偵察員——組長丁慨然、副組長鐘曉雯和組員林光，在祝局長的領導下，率領偵察員展開了艱苦而復雜的偵破工作。經過不懈的努力，逐步廓清了案情。
周天刃多次從民族大義出發，勸說李肖放棄臺獨信仰，李肖不為所動一意孤行，並視周天刃為阻礙他行動的絆腳石，欲除之以後快。
此時，祝局長決定直接與周天刃見面，希望與他攜手合作對付李肖。多年的敵對鬥爭和職業特點，使周天刃對共產黨人有很強的對抗情緒，不與合作。
周天刃兩次在關鍵時刻，成功地幹擾了李肖的刺殺行動，李肖對他恨之入骨，殘忍地殺死了周天刃的徒弟阿堅。
與此同時，以某報記者身份來京的李曼秋對我導彈部隊中校軍官洪越的心戰作業也在加緊進行。洪越的母親死於越南戰場，李曼秋向洪越提供有關他母親在越南戰場被某國特種部隊士兵折磨致死的材料，洪越悲痛萬分。李曼秋趁機向他灌輸復仇恨之火，並向其暗示演習期間某國航母戰鬥群所在海域的坐標。
為了擴大案件線索、偵察員丁慨然和林光設巧計對李肖隨身攜帶的筆記本電腦內的文件進行了復制從中發現了重要線索。
著名的電子工程專家楊教授一直幫助部隊開發用於軍事演習的演示系統。他的義子黃凱，從部隊轉業後一直做生意，他貪戀金錢、美色、愛慕虛榮、成為李肖利用的目標，李肖得知手中的某國軍事情報有假，便逼迫黃凱就範，令他盜取存於他義父處的真實情報。丁慨然和部隊保衛幹部潘麗君找到洪越，告訴他李曼秋的真實身份，洪越感情上受到刺激，但最終被丁慨然說服，接受培訓，對李曼秋將計就計，洪越的培訓很艱難，關鍵時刻，丁慨然替他和李曼秋聯絡，為了工作丁慨然冷落了女友溫碧雲。
周天刃決定用極端手法對付李肖，他擺脫了安全局的跟蹤，趕住某國議會代表團將要參觀的康復中心施工工地——李肖正在那裏布置第三次行動。周天刃破壞了裝載炸彈的航模直升機，經過激烈搏鬥，周天刃被李肖抓住。時間緊迫，李肖來不及修好航模直升機，就將BP機制成一個引爆裝置，把周天刃和炸藥一起裝在一個鐵皮箱裏，吊在工地升降車上，準備在某國議會代表團到來時，制造一起爆炸事件。林光等趕到現場。救了周天刃，再次阻止了李肖的行動。經過生死考驗，周天刃終於與大陸安全局聯手合作。
李曼秋被丁慨然在網上的甜言蜜語所征服，想與洪長相廝守。李肖急得以自己的生命相威脅，李曼秋被迫答應了父親。離開大陸前，李曼秋終於在愛情和父親之間做出了最後的選擇。
某國議會代表團的最後一站是參觀銀河牛場。李肖決定兵分兩路，一路在途中用航模直升機襲擊代表團車隊；另一路高價收買黃老板手下，一名隱藏在肉牛場的負案在逃人員“菜邦子”，對前來參觀的某國議會代表團采取極端行動。祝局長、丁慨然等人及時采取行動，經過一場驚心動魄的較量，威力巨大的直升機掉進了魚塘。李肖逃走，劫持了丁慨然的女友溫碧雲，躲進了一座廢別墅。安全局特勤隊包圍了廢別墅，李肖拒絕投降。丁慨然為了解救心愛的女友，只身進入別墅與李肖談判。
在肉牛場，暗察情況的林光已經與牛場的職工們混熟。當某國代表團來到，“菜邦子”正要出手時，林光及時制服了他，避免了惡性事件的發生。廢別墅裏，丁慨然浩然正氣，與李肖鬥智鬥勇，李肖見敗局已定，便絕望自殺。