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上世纪五十年代，海外学子计丹阳归国，投身国防科研工作。抵达香港后陷入敌特圈套。公安庞红梅保护计丹阳安全回到祖国，但敌特在香港失败后，继续围绕我方设在泸门的“水滴工程”，部署了“磐石计划”，由特务“雪狼”主持，试图破坏我方科研任务。为保证水滴工程的顺利开展，以庞红梅为代表的公安人员与敌特们展开数次交锋，但每到科研的关键节点，敌特总能先一步部署破坏计划，雪狼仍未找到，敌特仍在暗中破坏“水滴工程”，庞红梅等众公安在泸门与敌特进行了一场生死较量……而在保护专家组的过程中，庞红梅、计丹阳、厂医院护士白卉三人逐渐了解，成为好友。当庞红梅开始怀疑白卉父亲中医白铭汉的身份时，他们的友情又该何去何从？
1958年，举国上下百废待兴，关于核潜艇理论基础研究的“水滴工程”到了最关键的时刻，旅居国外的爱国学者安文山是核技术专家，他想回国效力，不料在归国之际被敌特分子控制，他把研究资料交到数学博士计丹阳手上，让计丹阳带回国。台湾军情部门得到消息，派出一个特别行动小组到香港拦截计丹阳。
台湾敌特头子听说计丹阳前往泸门，查到新任局长章岩即将到任，他怀疑水滴工程设在泸门市电子仪器厂，他下令重启静默了五个月的电台，特工雪狼以及所有外勤人员。电子仪器厂厂长韩云东每天早出晚归，为了厂子殚精竭虑，他的身体每况愈下，厂医院护士奉命来给韩云东量血压，韩云东突然接到章岩的电话，
庞红梅对计丹阳身边的人都严防死守，生怕他们危及到计丹阳的安全，庞红梅对白卉听懂英文这件事心存怀疑，就借换药之际向白卉了解其中缘由，解放前，白卉父亲白铭汉常年在外征战，就把白卉送到家销毁学校，白卉在那里学了一点英文，庞红梅才消除疑心，还对她的经历予以同情。
庞红梅把爆破组的人审核了三遍，她还是不放心，就去档案室拿他们的资料，鹿诚正好也在，他好奇地打听爆炸案的进展，庞红梅很警觉，向档案室的人询问了鹿诚的情况。庞红梅得知计丹阳要去图书馆查资料，她放下手里的资料就过去陪他。
张阿水假扮市剧团司机给礼堂送音箱设备，还让马三藏在车下面，张阿水因为没有通行证被干警拦在外面，工作人员检查设备检查了一遍，保卫科科长李光明及时赶来说明情况紧急，誓师大会即将举行，设备必须马上就位，干警才准许张阿水开车把设备送到礼堂。
章岩派干警们分头调查走访，查出张阿水把运输队司机老肖打晕，趁机抢走了老肖的大卡车，事后，老肖认出抢车的人就是张阿水。庞红梅查出周骏早在几年前就死了，张阿水冒用他的身份拿走了礼堂的图纸。
白卉用精湛的按摩技术缓解了楚怀秋的颈椎病，专项组特批白卉进入医保组，鹿诚主动来给白卉送姓名卡，趁机向她表明爱意，白卉被他突如其来的表白搞得措手不及。葛云在门外听到鹿诚的话，赶忙把他叫走。
白卉觉得杜芳因为她被撵出医保组，心里过意不去，庞红梅劝她不要有心理压力，白卉感谢庞红梅救命之恩，想认她当姐姐，还送给她一条金红石手链，庞红梅盛情难却只好收下，想让白铭汉帮忙把张阿水弄醒，白卉回家去找白铭汉商量。
张阿水拒不交代任何事，幻想着靠手里掌握的情报让上级派人来营救他，章岩查出台湾情报部门制定了专门针对水滴工程的磐石计划，而且幕后主使是她的老对手寇雪松。白卉来给张阿水输液，张阿水认出她是白铭汉的女儿，口口声声称白铭汉救过很多人，其中有好人也有坏人，特意让白卉问白铭汉认识不认识徐文正。
庞红梅把计丹阳带回去，直接关到审讯室，计丹阳如实说出他收到恐吓信的事，他在公文包里装了一本普希金诗集和伪造的数据资料，他想迷惑敌人。章岩让庞红梅护送计丹阳回住处，计丹阳担心远在美国安文山的安全，章岩答应尽快确认此事，她派人加紧对楚怀秋等人的保护。
白铭汉帮赖广润换完药，赖广润随口问起上次来这里针灸落下的一封信，白铭汉一问三不知，其实他看完就烧掉了。白卉下班回家，赖广润就没有多问。庞红梅和陈东升把张阿水被杀的事从头至尾捋了一遍，再加上卢友顺的交代，他们分析凶手是代号壁虎的特务。干警查到徐文正的手下在解放前就被一网打尽，只有代号“鬼鸮”是漏网之鱼。
李光明提前出院来找陈东升报到，迫不及待想尽快投入工作中，陈东升派他对新来的工人进行政审工作，李光明好奇地打听张阿水被杀案，陈东找借口应付过去。计丹阳想找庞红梅借红金石手链，担心庞红梅不给他，计丹阳主动来帮庞红梅干活，一进屋就开始搬柜子，挪家具，他累得精疲力尽，计丹阳还帮庞红梅整理书籍和衣物，很快把房间收拾得干干净净，庞红梅看出他有事，计丹阳只好说明来意，想借用她的手串做研究，庞红梅很爽快地交给她。
庞红梅和陈东升顺着电线查找监听的特务，那是仪器厂职工宿舍楼，他们俩仔细排查。赖广润躲在房间里监听，从窗户里看到庞红梅和陈东升马上就搜索至此，他把会议记录撕下来，然后躲到楼下的麻包后面，慌乱中把钢笔掉在地上，他想回去捡已经来不及。
章岩把庞红梅叫到办公室谈心，催她尽快找个男朋友，章岩突然接到计丹阳滚下山崖的消息，她立刻带庞红梅去医院。庞红梅一来到医院就不问青红皂白把丁杰臭骂一顿，丁杰后悔爬下山崖找红金石，害计丹阳遭遇不测。医护人员全力抢救，计丹阳终于脱离生命危险，因为他头部受重创还昏迷不醒，章岩恳请医生全力以赴救计丹阳，医生已经请省里的专家来会诊。
计丹阳一直昏迷不醒，如果他短时间内不能醒过来，就有可能永远沉睡下去，庞红梅求白铭汉出手相救，尽管她还没有排除对白铭汉的嫌疑，可她相信白铭汉的医术，料定白铭汉不会在她眼皮底下做手脚，章岩看出庞红梅关心则乱，不想用计丹阳的生命做赌注，庞红梅想赌一把，章岩只好答应让白铭汉试一试。
赖广润不明白白铭汉为何出手救计丹阳，白铭汉反而取笑他太急功近利，他们的目标是水滴工程，而不是眼前的得失，赖广润说不过他，就搬出寇雪松相威胁，白铭汉根本不买账，对他反唇相讥，赖广润只好悻悻离开。
赖广润担心公安通过他假扮周骏这条线查到他，逼贺习文说出实验水池的进展，贺习文拒不回答，赖广润对她进行威胁恐吓，贺习文早已经把生死置之度外，赖广润和刘四毛商量想来个鱼死网破。
庞红梅一路跟踪李光明，李光明在公安学校学习的时候成绩很好，有很强的反侦察能力，他故意来到热闹的夜市，很快摆脱了庞红梅的追踪，庞红梅只好回来向章岩复命，章岩派人继续搜捕。碾饦饦被抓以后，他交代自己不是特务，只是个跑腿的。
陈东升知道赖广润是花痴，故意把他的画作破坏，赖广润的心里防线彻底崩塌，他承认当年在这里杀了很多人，也就是骇人听闻堵塞泸门惨案，庞红梅父亲庞世钊就是那时候牺牲的，她冲上去找两个人算账，赖广润咬舌自尽。
白卉重回医院工作，她暂时不能回一线岗位，也不能接触专家组的人，葛云让她做好后勤服务，白卉欣然接受，杜芳对白卉指手画脚，还在同事面前大讲白卉的坏话，骆珊珊一有空就来帮白卉干活，白卉感动地热泪盈眶。
