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东环市 公安局重案队正在庆祝“清网行动”取得重大胜利：将一名负案在逃多年的嫌疑人捕获归案。突然得知发生了惊人血案，一名公安民警被歹徒偷袭致重伤，身上的枪和子弹被抢走。公安局立刻派出重案队全力侦破，上级机关也派刑侦副处长高林前来督导 破案。高林会同重案队长洪顺达及从重案队调走的派出所干警许毅共同组成专案组。这三人是警校同学，生活中又有着千丝万缕的联系。他们克服了生活中相互之间的种种误会，与案犯斗智斗勇，经过大量的侦查，许毅发现案犯孙志军的父亲曾被自己的父亲抓捕入狱，确定这次是其报复 作案。三人及专案组立刻全力对孙进行追捕，通过斗智斗勇的多次较量，终将其围困在 山野间，经激烈枪战，临近退休的 干警老丁则在紧急关头为保护许毅中弹牺牲。最后许毅亲手将孙志军击毙，成功破获此案。
2011年7月9日，东环市城东派出所所长赵明友被人袭击，昏迷不醒，七七式手枪连同5发子弹被抢。 城东派出所民警许毅和老丁的清网任务对象，是1982年因为欺行霸市以 “流氓罪”立案侦查并结案的宋智勇，29年来，他音讯全无。许毅、老丁面对的是一堆29年前发黄 的案宗和一张半寸的照片。 老丁发愁，嫌疑人宋智勇只怕早已漂白身份，即使坐在对面也难以辨识。
重案一队被编入 “709”专案组。经过初步侦查目击证人提供的种种情况，将疑点引到了许毅身上。 重案一队不得不慎重核查许毅身上的疑点。许毅忍受委屈，和派出所即将退休的警察老丁，发誓要完成赵所长遇袭前交给自己的 “清网行动”任务。 真正的犯罪嫌疑人孙志军别有用心地在案发前搜集到许毅家的垃圾，让许毅扔掉的篮球鞋、超市购物小票都出现在重案一队的侦查视线中。
面对疑点，许毅一一解释。但是因为妻子与自己闹离婚等难言之隐，针对深夜不回家等种种异常行为，许毅拒绝配合调查。杨局长和重案队安排目击证人指认嫌疑人，但结果也不能确定就是许毅。
为了不影响内部的安定团结，许毅被控制使用，未被停职。许毅从大局出发，继续干自己的本职工作，决定完成赵所长分派给自己的 “清网行动”的任务。刑改释放人员张华因具备作案动机、作案能力、作案时间，进入了 “709”专案组的视线。张华给前妻刘丽娟打电话，说是要借一笔钱急用。重案一队想借此机会抓捕张华，张华却没有出现。省公安厅特派刑侦总队副总队长高林来东环督查 “709”案。高林曾经在东环任职，与洪顺达、许毅还是警校同学，得知许毅受处分被下放到派出所，高林觉得非常惋惜。
“709”案的第一嫌疑人张华终于露面与前妻刘丽娟联系，但又迅速消失在重案队的视野。张华是许毅的帮管对象，他给许毅打来了电话，却什么也没说。许毅觉得其中另有隐情，劝张华自首，争取宽大处理。许毅约张华见面，张华却没有在许毅指定的地点露面。
重案队发现了 “709”案作案人逃离现场的交通工具是辆被盗车。但“709”案涉案被盗车的视频资料给重案队浇了一盆凉水，嫌疑人很老练，没有在视频中留下正脸。公安局决定开门办案，向社会公布了 “709”案的案情并悬赏征集破案线索，公开通缉嫌疑人张华。富家子弟王子栋报案，说亲眼看见通缉犯张华爬进了自家对面的别墅。重案队和特警队在王子栋所举报发现张华踪迹的别墅区一无所获，原来，王子栋是闲得无聊，报假案戏弄公安，他被行政拘留。
为了彻底解除自己的嫌疑，许毅从派出所门前的监控视频入手，发现自己片区的林少炎在 “709”案发前多次在派出所门口停留，形迹可疑。可是，林少炎很快被证明，他和 “709”案、和一号嫌疑人张华没有任何瓜葛。王子栋的父亲王荣华找到杨局长求情，被杨局长拒绝。张华被一个拾荒者发现，张华对拾荒者下毒手。拾荒者装死逃过一劫。接到报案后，洪顺达和重案队赶到现场，一个人突然袭警并逃窜。洪顺达果断击伤了他的腿并第一时间送医院治疗。该人却拒绝提供任何身份信息。许毅和老丁找到了一个熟悉潜逃29年的宋智勇儿子宋志军的老师。遗憾的是，该老师出门旅游去了。
身份不明的嫌疑人半夜准备潜逃，被留守的重案队员及时制止。邻市公安局发来传真，该人可能是该局 “清网行动”的重要目标人物，潜逃14年，背负5条人命，为公安部部督案件的逃犯。很快，这个消息得到印证。在高林的指导和建议下，东环公安采取了 “内紧外松”的政策，继续追捕 “709”案的一号嫌疑人张华。走投无路的张华再次给许毅打来电话。
许毅冒险与张华见面，成功说服张华缴械自首。经过认真仔细的核实，张华并不是 “709”案的作案人。“709”案失去了线索。一心挽救婚姻的许毅，在全家人带女儿放风筝的时候，突然得知熟悉宋智勇家属情况的朱老师旅游回来了。许毅撇下全家和老丁拜访知情人去了，引起了妻子吴颖的不满。东环市明星企业家王荣华被人持枪绑架。
许毅和老丁终于查到了潜逃29年的宋智勇前妻的联系方式，申请外调。因为许毅身上的嫌疑还没有完全洗刷清楚，被临时撤出 “清网行动”。许毅说服老丁从大局出发，配合其他同事继续完成 “清网行动”的任务。王荣华家属收到绑匪的勒索电话。面对500万赎金的要求，为了亲人的安全，他们选择了答应绑匪的要求而没有及时报案。
重案队核实了被绑的王荣华身份后，上门拜访。洪顺达打消了王荣华老婆的顾虑，她说出了丈夫被绑架并已经接到绑匪电话的情况。在公安实施的技术手段中，重案队了解到绑匪称自己在“709”案中抢了赵所长的枪，就是为了绑架王荣华的信息。这让大家再次看到了“709”案的曙光。
高林亲自找到吴颖核实许毅身上的疑点。为了证明许毅在 “709”案前后的异常行为不可能与 “709”案有关，吴颖面对高林、洪顺达说出了自己与许毅闹离婚之事，这让两个人非常吃惊。“709”案的受害者赵明友从昏迷中苏醒，直接证明了许毅的清白。许毅意识到“709”案嫌疑人有针对自己进行打击报复的动机。他将前段时间整理的嫌疑人名单转交给重案队，重案队开始针对这份名单进行外围调查。高林同情许毅的遭遇，建议起用许毅，被排除了嫌疑的许毅借调到专案组。
已经报案的王荣华家属临时改变主意，私自与绑匪接触，想花钱消灾。重案队驱车五六百公里，在当地警方的支援和配合下，成功解救人质并抓捕绑匪。让重案队所有人大吃一惊的是，绑架案的真正策划者竟然是王荣华的儿子王子栋。王子栋因为在澳门赌博欠下高利贷，骗父亲的钱又没有得手，只能出此下策。没想到绑匪见利忘义，绑了人之后反而连王子栋都撇在一边了。王子栋哑巴吃黄连，只能说服母亲花钱赎人。眼看纸包不住火了，王子栋只能对父母说出实情并投案自首。
在指认现场的时候，许毅和王彤发现两绑匪另有隐情未如实交代。他们细致地勘察现场，终于找到了两绑匪致死拾荒者的证据。真正的 “709”案作案人孙志军，见东环公安一直对该案彻查不舍，为了转移侦查视线，在西环的城乡结合部再次作案。西环公安和东环公安联合办案。经过对比两市的通讯资料，许毅和王彤发现了一个可疑的号码曾经在“709”案和西环枪击案同时出现，结果却被证实这是一个无辜的出租车司机的号码。 司机提供了西环枪击案的一个有利线索：发现了一辆可疑的摩托车。经过出租车司机的指认，摩托车的实际使用者朱一鸣进入了侦查视线。但朱一鸣却在东环消失一个星期了。
老谋深算的孙志军，亲自接到了刚出狱的拜把兄弟鲁民。两个人一拍即合，决定铤而走险弄点不义之财。孙志军精心安排鲁民先蒙蔽派出所和邻居，为以后作案不暴露身份打基础。此时，西环枪击案的涉案摩托车再次出现，而且后座上的编织袋里有不明血迹，被西环市重案队追捕，朝东环逃窜而来。老丁制伏了嫌疑人。重案队老队员王彤攻破了嫌疑人的心理防线。审讯后得知该嫌疑人买的是辆赃车，因为无照驾驶和卖病猪肉，所以才疯狂逃逸。
重案队顺藤摸瓜，抓到了出卖赃车的两个人。经过调查，两个人根本不认识朱一鸣。体育学院毕业、曾经因过失伤人罪入狱的朱一鸣成为了一号嫌疑人。就在重案队分析案情的时候，朱一鸣家人主动报警，说朱一鸣失踪了。重案队四处寻找朱一鸣下落的时候，却发现朱一鸣蹊跷地在火灾中丧生。
消防部门给出的结论是烟头引起的火灾，但持有一真一假两个身份证、并用假证租房的朱一鸣死亡的真正原因引起了重案队的怀疑和继续追查。老丁为完成“清网行动”找到孙志军。孙志军的父亲就是潜逃了29年的宋智勇。老丁从孙志军这里了解到，孙志军与父亲29年来没有联系。许毅、王彤发现了线索，找到了对朱一鸣情杀动机很强的黄冠。同时，重案队发现，朱一鸣在西杯枪击案现场出现的摩托车在案发前几天早已丢失。孙志军和鲁民为了筹钱买枪，以便犯案所用，精心策划了一起抢劫案。
重案队得出结论，“709”案凶手并不是朱一鸣，而是另有其人。同时，重案队发现了一辆疑似跟踪被抢劫人的车辆。重案队在黄冠的电脑里，发现了一篇“杀人计划”的文章，与朱一鸣死亡的现场惊人类似。黄冠被正式传唤，经过缜密调查，朱一鸣的情敌黄冠纵火杀人的可能性被排除，所有疑点指向了一个叫“春哥”的人。一个人给城东所打电话，询问“清网”政策。老丁分析打电话之人很有可能是宋智勇，但对方却矢口否认。老丁找孙志军做工作，希望他用亲情的力量感召宋智勇投案自首，孙志军对此非常抵触。
疑似跟踪被抢劫人的车辆露头，该车拒绝配合公安调查。被重案队成功堵截后，大家发现，车上两个人并不是抢劫案的作案人，只不过是两名 “瘾君子”。“709”案的作案人依然隐藏在暗处。公交公司的财务室雨夜发生持枪抢劫，种种迹象很像是“709”案的作案人的手法。
许毅和重案队出现场后迅速排除了假象的干扰，迅速破获了欠下赌债的内部作案人。公交公司的抢劫案提醒重案队推测出“709”案的作案人，抢枪之后必犯大案，而且很有可能与金融、钱财有关，于是提醒全市重点单位提高警惕。孙志军和鲁民用抢劫来的钱与“泥鳅”联系上，重新购买了威力较大的五四式手枪和子弹，为实施“富贵险中求”的大案做准备。
