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故事发生在1984年，马东（胡军 饰）是一名国安侦察员，他被派往军工202厂，潜伏在此处保证“蓝鱼”号核潜艇的研制顺利进行，与此同时，一帮邪恶的外国势力正在虎视眈眈的企图得到核潜艇的机密图纸，而他们所派出的间谍亦藏身于202厂之中。 在202厂，马东结识了好友陈其乾（赵立新 饰），以及厂花冯书雅（左小青 饰），陈其乾一直在追求冯书雅，而随着时间的推移，冯书雅渐渐爱上了正直可靠的马东。然而，马东的特殊身份让他不能够坦白自己对于冯书雅的感情，在误会之中，冯书雅负气嫁给了陈其乾，此时她并不知道的是，陈其乾收件人所害，已经被迫成为了敌方势力的棋子。
二十世纪八十年代，渤东，王处长指挥手下人秘密监视一名名叫查理的外国人，查理疑似间谍在中国从事收集情报的工作，王处长暗中派出手下人秘密监视查理。马东扮成一名出租车司机搭载查理，查理在马东的接送下来到一间房间里面。马东送走查理之后来到几个同伴身边，几个同伴正在秘密监视查理，马东向同伴们透露接送查理的经过，查理手中拿着一朵玫瑰花，马东猜测跟查理接头的人一定是个女性。凑巧的是公园里面的一张长椅上坐着一名红衣女子，马东从望远镜里面发现了红衣女子，红衣女子已在公园坐了半个多小时，马东怀疑红衣女子就是查理的接头人。为了试探红衣女子，马东拿着红色玫瑰花来到红衣女子身边，红衣女子无视马东没有任何反应，马东只得离开红衣女子继续寻找可疑目标。红衣女子的名字书雅，马东与书雅保持距离在不远处徘徊，书雅被陈其乾跟踪，陈其乾反对书雅跟外国人来往。八十年找的中国依然暗流涌动，许多外国人在中国境内从事间谍活动，书雅要是跟外国人来往一定会惹上麻烦。马东回到总部挨了上级王处长一顿教训，王处长已经不是第一次批评马东，马东挨了王处长一顿批评郁闷之极。马东父亲马山因公殉职，马东当上国家安全侦察员经常到公墓祭拜父亲，父亲已经长眠地底无法再复活，马东每次祭拜父亲的时候都会拿出一瓶酒自斟自饮。马山已经无法陪马东一起饮酒，马东向父亲谈起自己的生活情况，对于自己的感情婚姻之事，马东希望长眠于九泉之下的父亲无需操心，相比之下，马东更乐意跟父亲谈论工作上的事情。王处长是马东的上级，马东平时经常被王处长批评，马东猜测父亲生前一定跟王处长有过节，否则王处长就不会只针对批评马东一人。跟父亲谈完公事，马东往地上倒出一些酒水以示祭慰父亲，该说的话已经全部说完，马东希望父亲不要太挂念操心他的生活情况。查理携带情报数据企图离开中国大陆，马东及时现身从查理佩戴的墨镜中搜出情报数据，查理因为紧张服食养生药物，岂料药物是查理上级准备好的夺命药品，查理服完药物不久便毒发身亡。马东在上级的安排下到一家工厂报到，抗日老兵老齐严厉盘问马东的身份。
马东在上级的安排下进入一家工厂工作，表面上看起来马东跟别的工人没有二样，实际上马东在暗处秘密执行任务。工厂的工人陈其乾与冯书雅曾与马东有过一面之缘，马东记得当初见到二人的时候正在公司执行任务监视查理。陈其乾对待马东友好客气，马东没有点穿当初见过陈其乾和冯书雅。振华调查过马东的背景，马东是从保卫科调到工厂，振华下班的时候带着马东跟老齐见面，老齐是抗日老兵同时也是工厂的元老级别人物，振华提醒马东以后遇到不明白的事情可以向老齐请教。陈其乾带着马东在工厂外面闲聊遇到汪科长的女儿，汪科长曾与马东闹不和，汪科长的女儿就地操起一块破头就想伤害马东，马东吃了一惊难以置信看着汪科长的女儿，汪科长的女儿在陈其乾的劝说下转身离去，马东无法理解汪科长的女儿身为一介女性竟然跟市井混混一样粗暴。夜幕降临，马东来到教室听课，陈其乾上台给工人们上课，马东发现陈其乾的英语能力非常棒，陈其乾上完英语课与马东往工厂方向走去，冯书雅是陈其乾的梦中情人，陈其乾怀疑马东也喜欢冯书雅，马东担心被陈其乾误会赶紧表态对冯书雅没有一丝爱意。三车间是马东重点调查的车间，马东不是三车间的员工，上级给马东下达进入三车间的命令，马东思前想后找到汪科长申请调到三车间，汪科长毫不客气拒绝马东调任的要求，马东心急如焚跟汪科长发生争吵，汪科长不想给马东开后门。陈厂长来到工厂视察，工厂准备进行安全月检查活动，三车间的员工安全意识谈薄，陈厂长板起脸孔训了汪科长一顿，汪科长为了整顿三车间委任马东当安全调查员到三车间查看员工们的工作情况。马东临危受命来到三车间找韩主任，韩主任是三车间的头领，马东拿着一本笔记本在三车间找到了韩主任，韩主任对负责安全检查的马东没有好感，马东就如同国家派来的纪检员一样刺激韩主任的神精。韩主任不太愿意配合马东进行安全检查，马东计上心来动之以情晓之以理，韩主任在马东的劝说下只得将三车间的生产情况说了一遍，马东做事认真提笔当场记录韩主任汇报的三车间生产情况。
夜幕降临，冯书雅下班回家，马东在路上叫住了冯书雅，冯书雅不想跟马东谈论工厂方面的信息，马东不依不挠跟着冯书雅来到冯家外面，冯父对马东产生了好奇心，马东经得冯父的允许进入冯家吃面条，冯父坐在马东旁边研究象棋残局，马东一边吃面条一边指点冯父如何破残局。冯父见马东是下棋高手，脸上露出惊喜邀请马东下象棋，马东棋艺了得获得冯父赏识，冯母来到客厅里面盘问马东的学历背景。冯父要求冯书雅以后给马东上知识课，马东是十年难遇的象棋高手，冯父完全打消了对马东的陌生感，马东通过下象棋跟冯父拉近了距离。当天晚上马东回到工厂准备睡觉，门外忽然有人敲门，马东打开房门发现门外站着二三个男青年，为首的男青年自称王宇航也是工厂工人，王宇航拿着一瓶酒提议请马东喝酒，马东拒绝王宇航的喝酒提议关上了房门。冯书雅给马东上知识课的消息传到陈其乾耳中，陈其乾晚上约见冯书雅提起马东，在陈其乾看来马东是一个花花公子进入工厂工作正是为了爱情，陈其乾劝说冯书雅不能上马东的当，冯书雅给马东上知识课并非自愿，如果不是父亲要求她给马东上知识课，她不可能破天荒的主动为马东上知识课。马东来到三车间调查生产情况，韩主任带着马东来到车间工厂室检查产品重量，负责检查重量的技工发现产品总差一点重量没有达标，马东意识到潜伏在三车间的奸细很有可能利用产品重量不达标的空子从事不法之事。王宇航在工厂找到了马东，马东依然不愿意跟王宇航喝酒，王宇航在工厂属于混混小头目神通广大可以走私货品，马东神色冷漠就是不愿意跟王宇航喝酒。都楠晚上来到冯家找冯书雅，冯书雅经常教马东上知识课，都楠在冯书雅面前说马东的坏话。马东离开工厂跟王处长秘会，王处长是马东的上级，马东不按常规出牌向王处长汇报工厂情况，王处长怒气冲天数落马东不按上级命令私自离开工厂，潜伏在工厂的奸细随时有可能跟踪马东，马东很有可能已经身份败露，到时马东将会陷入到被奸细除掉的危险。陈其乾是马东的同事，王处长觉得陈其乾是一个可以培养的人才。夜幕降临，马东下班回家被王宇航拦住，王宇航带着几个手下准备教训马东，马东放下挎包三拳二脚放到王宇航。
王宇航想教训马东反而挨了一顿打，马东为了掩盖自己打人的行为故意扮成受害者，汪科长以为马东主动跟王宇航打架，马东被汪科长唤到办公室训了一顿。入夜，陈其乾与马东谈起冯书雅，冯书雅是马东追求的对象，陈其乾提醒马东不能跟他抢夺冯书雅。隔天早上，工厂告示栏出现批评处罚马东的告示，马东不久之前与王宇航打架，汪科长亲自批示给予马东处份警告。汪都楠来到办公室找到父亲汪科长，汪科长的行为激怒了汪都楠，汪都楠为马东愤愤不平，父女二人在办公室发生争吵，马东与两个同伴站在办公室门口偷看，汪都楠与父亲汪科长吵架完转身就走，马东赶紧跟两个同伴离开门口回到自己的办公室。汪都楠来到办公室门口呼喊马东，马东离开办公室跟汪都楠来到楼梯角谈话，汪都楠对马东充满感激，王宇航是汪都楠的敌人，汪都楠向马东表达谢意。许多工人下班回家离开工厂，老齐负责检查工人身上是否携带违禁物品，韩伟光的皮鞋下面沾着一团钢屑，老齐一眼发现韩伟光的皮鞋有问题，韩伟光向老齐解释皮鞋可能是在无意中沾上钢屑，老齐不相信韩伟光的话，韩伟光被老齐带到办公室检查。许多工人站在办公室窗口看热闹，老齐要求韩伟光脱下皮鞋，韩伟光按照老齐的要求脱下皮鞋，老齐拿起一件利器准备扎破皮鞋，皮鞋价格昂贵损坏了就无法再穿，韩伟光心中升起焦急阻拦老齐扎皮鞋的行为，老齐保证如何没有发现皮鞋中有钢屑就赔钱给韩伟光，韩伟光无奈之下只得让老齐扎皮鞋，老齐从皮鞋内部倒出了许多钢屑。钢屑在工厂内属于违禁品，有关部门立即成立行动小组审讯韩伟光，韩伟光向有关部门的工作人员透露自己可能长了肿瘤。王处长与下属们商量韩伟光皮鞋中出现钢屑的事情，众人觉得韩伟光不是真正的反动份子，真正的反动份子是故意嫁祸给韩伟光转移国安局的注意力。陈其乾怀疑张文鸿在幕后搞他的鬼，张文鸿与陈其乾同为技术员工，陈其乾与马东在食堂吃饭的时候谈起张文鸿。马东想不明白张文鸿为何想排挤陈其乾，陈其乾自认有才华所以才遭来张文鸿嫉妒。
入夜，一个老年男子向陈其乾打探张文鸿的住处，张文鸿外语能力优秀，老年男子想托咐张文鸿教孙子学英语，陈其乾带着老年男子来到张文鸿的住处，张文鸿与老年男子攀谈之时，陈其乾坐在旁边不动声色查看张文鸿家中的抽屉。张文鸿在陈其乾眼中行事异常，陈其乾怀疑张文鸿是不法份子，第二天陈其乾离开工厂向两个国安局的人汇报张文鸿的情况，两个国安局的人跟陈其乾见完面回到总部向王处长汇报关于张文鸿的信息。冯书雅怀疑马东借近她另有所图，马东接近冯书雅确实另有所图，冯书雅要求马东发誓证明清白，马东在冯书雅的逼迫下发誓称自己接近冯书雅完全是为了学外语，冯书雅见马东敢发誓也就打消了心中怀疑。陈其乾来到汪科长的办公室鬼鬼祟祟站在门外偷听，马东走了过来叫住了陈其乾，陈其乾被马东吓了一跳，马东非常好奇陈其乾为何站在汪科长办公室门口，陈其乾神色慌张随便找了一个理由蒙骗马东。王宇航来到马东的房间里面，马东进房的时候被王宇航吓了一跳，王宇航带了几个兄弟来到房间里面找马东，马东坐在椅子上一脸惊讶看着王宇航，王宇航在桌上摆了许多酒瓶，马东不久之前曾经出手打伤王宇航，王宇航被马东教训了一次之后开始对马东产生敬意，为了向马东表达敬意，王宇航带着一帮兄弟上门向马东赔礼道歉，马东很少喝酒不愿意喝酒，王宇航与兄弟们拿起酒瓶一饮而尽，马东拿起酒瓶左右为难，王宇航见马东不愿意喝酒，脸上升起不悦认定马东看不起他，马东在王宇航的逼迫下只得喝光了酒瓶里面的酒。陈其乾站在门口偷听到王宇航与马东说话的声音，马东因为喝多了酒酒精中毒昏死过去，陈其乾来到操场上找到冯书雅将事情经过说了一遍，冯书雅听完陈其乾的话吃了一惊来到宿舍看望马东，马东已经苏醒过来正坐在床上休息，冯书雅来到宿舍里面数落马东跟王宇航拼酒，马东不知如何向冯书雅解释前因后果，冯书雅提醒马东是保卫科的工作人员，保卫科负责工厂治安，按道理来说马东完全有能力对付王宇航。实际上马东已经教训过王宇航，冯书雅蒙在鼓中浑然不知。
冯书雅帮陈其乾调查上次机器故障原因，发现机器数据有问题，向负责的陈娟申请去资料室，陈娟和张文鸿商量此事，冯书雅则通知了马东和齐延志。潜伏间谍把冯书雅要查数据的消息通报给了厂医务室的乔敬堂，他们密谋阻止冯书雅查看资料。冯书雅和马东一起到资料室，却不知大门被人做了手脚，马东怕有人对冯书雅不利。马东向王禹汇报情况，不料被王禹看出他对冯书雅的感情。王禹提醒马东要遵守工作纪律。国安方面为了保护冯书雅，让陈厂长通知冯书雅去外地学习，马东骑自行车载冯书雅去车站，二人感情进一步增进。
汪都楠在冯景年的帮助下进厂医务室当了护士。马东发现张文鸿的笔记上出现了德文单词，找机会交给了王禹。陈其乾无意间发现员工胡进玮通过饭盒携带特种钢材后写信揭发，王禹决定对胡进玮进行调查。国安人员发现胡进玮只是简单贩卖，对象是一个“老头”。“老头”名叫郭永顺，只不过是敌人的“搬运工”。胡进玮接触到特种钢材并偷出没有人配合是做不到的。马东得知要得到Q1，必须通过冯景年才能拿到保密室钥匙，而最有可能接近他的就是张文鸿。王禹通过马东提供的德文单词推断出事故机器的数据确实是张文鸿动的手脚，希望顺藤摸瓜找到其上线。马东与王宇航成为好哥们儿，胡进玮在利益诱惑下向王宇航承认他能拿到Q1，全因有人在保密车间给他留了门，那人是谁他也不知道。
王宇航把从胡进玮处打听到的事情告诉了马东。陈其乾为了讨好冯书雅准备卖血筹钱买录音机，却因贫血不能如愿。隐藏极深的间谍齐延志佯装开导，实则为了策反陈其乾为自己所用。汪崇义加强三车间的安保措施，导致张文鸿修改事故机器数据的难度增加。张文鸿是敌人安排在202厂的一颗重要棋子，于是间谍方面设计嫁祸汪崇义，想将其铲除。汪崇义在与人交易外国烟时被举报，进了派出所。王禹看出敌人诡计，决定顺水推舟，故意让汪崇义离开岗位几天，好让张文鸿尽快露出马脚。陈其乾在齐延志的介绍下去诊所找乔敬堂翻译资料以挣些外快。马东陪汪都楠去警局找汪崇义，实则和侦察员高进接头交换信息。汪都楠向马东表白，马东拒绝。马东跟踪张文鸿，汪都楠突然跑了出来，为了不引起张文鸿怀疑，马东只能佯装与汪在谈恋爱。汪崇义回到保卫科，感叹马东对自己的好。
张文鸿发现陈其乾在查数据。陈其乾发现事故机器的错误数据被人改回正常，这样一来事故证据就被毁灭，他赶紧把这件事告诉了马东。组织上同意马东在必要的时候对张文鸿的家进行搜查。马东趁羽毛球比赛偷偷跑到张文鸿家，想寻找有关钥匙的线索，险些被张文鸿发现，但他还是拿到了被张藏起来的保密室钥匙。上级确定张文鸿在为间谍工作，交代马东接近张文鸿，摸清张的上下线。马东假装什么事也没发生，讨好拉拢张文鸿。张文鸿与陈其乾副主任之位的竞争愈演愈烈，马东根据国安方面的指示，意图刺激敌人出招，一边力挺张文鸿，一边劝说陈其乾抓住张文鸿的把柄。陈其乾找乔敬堂交翻译作品，高酬金使他终于把录音机买到手。冯书雅出差回家，汪都楠兴冲冲地告诉冯自己在和马东谈恋爱，冯书雅很失落。陈其乾满心欢喜地将录音机送给冯书雅，却以贵重为由被退回，他偏激地认为冯家看不起他。
冯景年叮嘱张文鸿努力工作，不要有私心杂念，张文鸿表面上若无其事，暗地里和陈其乾针锋相对。陈其乾通过查找垃圾，拼接了张文鸿扔掉的某进口心脏病药品的标签并给了马东。马东也发现了一条重大线索，他在张文鸿家找到一幅小孩子画的三口之家的画。汪都楠到冯书雅处哭诉马东对自己冷淡，并告诉冯自己在马东宿舍过夜的事，冯书雅震惊。马东百口莫辩，他不能对冯书雅解释真相，两个人感情降到冰点。乔敬堂交代齐延志，为了不让张文鸿暴露，要彻底打消陈其乾做副主任的心。国安方面根据马东提供的心脏病药调查发现，张文鸿有一个私生子因先天性心脏病住院，孩子的妈妈叫王娜。陈其乾父亲的病情加重，陈其乾在齐延志的诱导下找乔敬堂帮忙，乔敬堂把陈父安排到大医院救治，陈其乾感激不尽。
汪都楠纠缠马东被冯书雅撞见，听清事实，冯书雅转怒为喜。陈其乾要求张文鸿退出车间副主任的竞争，并威胁自己有重要证据会让张身败名裂。马东应张文鸿所托找到心脏病方面的专家，张很高兴。张文鸿开高价让马东打听新部件研究的绝密消息，马东装作见钱眼开甘愿冒险。马东通过对汪崇义最近工作的描述，推测出厂里最近有大工程。张文鸿找马东教训陈其乾，马东满口答应。马东将张文鸿的意图告诉陈其乾，劝其将计就计，于是陈其乾装作被严重打伤躺在宿舍。陈其乾向冯书雅深情告白，躲在门外的马东听见心里很不是滋味，但是冯书雅没有答应。为了转移视线拿到新部件图纸，张文鸿陷害陈其乾，将一份图纸夹在他的书中，却被冯书雅拿走。齐延志发现了冯书雅携带的图纸，冯书雅被马东带到保卫科。其实这是马东与王禹商量的结果，目的就是让张文鸿先动手。
冯景年找到陈先明厂长，经王禹同意，陈厂长将事情原原本本告诉了冯景年，并让他演一出戏。第二天的保密生产，张文鸿成了冯景年的搭档，正核对图纸时，冯景年按照国安方面的安排装作心脏病突发，留给张文鸿取得图纸的时间。张文鸿来不及偷走，让马东想办法拿到资料室钥匙。马东只好来找冯景年，冯景年意识到马东的身份，把钥匙给了他。张文鸿趁夜摸进资料室，却发现图纸已被调包，心生一计。他一方面催促上线尽快交易，另一方面暗中变卖家产准备出逃，马东赶紧向王禹报告。为了拿到主动权，马东死皮赖脸缠着张文鸿想见付得起报酬的金主。张文鸿想做两手准备，他向乔敬堂提出必须要与上线见面交易，同时安排马东去另一地点送图纸。这个计谋被老谋深算的乔敬堂识破，心生杀机。张文鸿发现他的上线竟然是齐延志。
拿到签证后的张文鸿刚出门就被疾驰而来的汽车撞飞。乔敬堂将张文鸿的死强加给陈其乾，得知真相的陈其乾惊慌失措。马东护送图纸，看到杀气腾腾的接头人，意识到这是一个陷阱，立马装怂让对方抢走图纸，打消了齐延志对他的怀疑，但乔敬堂仍然很小心。王禹找到陈厂长，请他对外宣称张文鸿死于意外车祸，等待对手的下一步行动。张文鸿遇害，是因为他威胁到了上线的安全，马东与侦察员杜哲认为对手快要浮出水面了。马东听说杜哲有一块女表，要用自己的手表和杜哲换，杜哲发觉马东喜欢冯书雅。乔敬堂发现图纸是假的，用陈其乾父亲的性命相威胁，让陈其乾拿到Q1钢材进厂的具体时间和流程。陈其乾还是不愿同流合污，乔敬堂又用冯书雅的性命要挟他。陈其乾一觉醒来，发现宿舍出现神秘字条。他找保卫科换锁，马东和同事都觉得陈其乾有毛病。
在三车间工作会上，陈其乾担心冯书雅安全，反对冯押车去船厂，引起了冯书雅的强烈不满和不解。马东和杜哲交换了女式手表，兴致勃勃地准备送给冯书雅，却看到陈其乾拉着冯书雅不松手的场面，无比失落。陈其乾又发现有人进了他的房间，焦急地找到马东，让他加强对新进厂钢材的安保。马东开始分析陈其乾的不对劲和案子有什么联系。新钢材进厂，陈其乾仍然不愿意偷出Q1钢屑。乔敬堂找一群流氓吓唬冯书雅，怕连累冯书雅，陈其乾不敢承认冯是自己女朋友。反而是迅速赶来的马东上演了一出英雄救美，受伤住院。冯书雅彻夜照顾马东，马东将表送给冯书雅，两个人互诉彼此心意。王禹找马东恳谈，目前任务艰巨，不适合谈恋爱，他让马东选择，要么离开冯书雅，要么离开国安正式调入202厂。蓝鱼工程即将进入冲刺阶段，国安截获了一批202厂风光照片，看似平常，但又不正常。
马东经过慎重考虑，忍痛斩断和冯书雅的爱情，冯书雅不解。国安派杜哲把照片拿给马东，希望马东查明是谁拍了这些照片以及背后隐藏的秘密。陈其乾一心以为自己要当上车间副主任，韩伟光突然康复回归。韩伟光知道自己养病期间的事，对陈其乾意见很大，准备将他调往一线维修车间。陈其乾心急如焚，一旦调走，回来的可能性几乎为零。这时他得知父亲的腿摔断了，急忙去找乔敬堂，乔敬堂告诉他这件事是间谍组织的人干的。陈其乾请求乔敬堂放过自己和家人，并告诉他自己将被调到码头，派不上用场了。乔敬堂让陈其乾放心，他有办法。马东在厂里探查，冯书雅约他看电影。马东把电影票转给了陈其乾，陈其乾开心地去找冯书雅，冯书雅没了心情。冯书雅质问马东为什么这样做，马东为保护她，狠心让她别再自作多情。
陈其乾的论文被国家权威杂志刊登，还有记者采访，这是至高的荣誉，厂里决定让他继续留在三车间。陈其乾感谢乔敬堂的暗中操作，同时表明立场其他的事办不到。 侦察员杜哲和马东谈话，提醒马东必须有更大的动作才能让冯书雅彻底死心。马东想出了一招狠棋，找汪都楠假装确定恋爱关系，让冯书雅死心。不想，汪都楠直接开了结婚证明，还让汪崇义盖了章。乔敬堂威胁陈其乾的同时，挖掘他做间谍的潜能。乔敬堂教唆陈其乾成为冯景年的女婿，并命令陈其乾让冯书雅的母亲刘芳喝下迷药，住进医院成为自己的筹码。刘芳住院期间，陈其乾忙里忙外，赢得了刘芳的欢心。汪都楠拿着盖好章的证明向冯书雅报喜，冯书雅彻底被伤害了。马东不忍心，他追上冯书雅安慰，却被汪都楠看见。汪都楠心灰意冷，汪崇义在厂里脸面尽失。斩断情丝的马东一心扑在工作上，联想起所有的事似乎都与齐延志脱不了干系，同时齐延志也开始对马东警觉。
马东询问冯书雅母亲的病情，冯书雅故意和陈其乾言语亲昵刺激他。国安巧用计谋，发现齐延志拆过202厂的机要信，下达让马东接近齐延志的指示。马东进入齐延志宿舍搜查，发现了奇怪的方程式和一张照片。马东到冯景年家询问齐延志的情况，并给冯景年看方程式，冯推理出这是化学方程式，是某种东西的配方。马东在齐延志的房间又有了新发现，他让王宇航去查最近谁买了显影药水，还绕着弯向陈其乾询问一些药物的问题。齐延志主动出击，找马东喝酒想套他的话，马东故意东拉西扯。齐延志觉得马东不过是个普通人，对他失去了戒心。乔敬堂给刘芳注射慢性心力衰竭的药，陈其乾惊恐愤怒，却被乔敬堂斥责应该服从命令不择手段。在乔敬堂的设计下，刘芳病重需要大量输血，陈其乾全然不顾自身安危给刘芳献血，感动了冯书雅。
杜哲发现，马东画的齐延志的素描，齐的邻居都说不认识。马东感觉齐延志的真实身份另有蹊跷，他不动声色地试探，但老奸巨猾的齐延志做得滴水不漏。马东在宿舍琢磨齐延志的方程式。马东忽然发现杜哲此前截获的那些风光照片，竟然是炸毁“蓝鱼”所需燃料的绝佳地点。炸燃料需要近20公斤的炸药，马东迅速查找炸药信息，竟没查到可疑之处。冯书雅不小心弄丢了马东送的手表，陈其乾比她还着急，发疯一样找遍全厂，甚至不惜受处分，冯书雅被他的深情与执著打动。因假结婚汪都楠自觉颜面无存，伤心离开202厂，马东内心愧疚。在刘芳的压力下，冯书雅和陈其乾决定结婚。马东得知这一消息，第一时间冲到冯家，等待他的只有冯景年。
愤怒的冯景年大声斥责马东是人生的输家，耽误了冯书雅。陈其乾一心要感谢马东的表促成了二人的姻缘，马东内心苦涩。婚礼前，陈其乾准备腾出单身宿舍，就在收拾时忽然发现一箱液体，一看上面的分子式，他吓得一屁股坐到地上，原来是液体炸药。陈其乾找到乔敬堂，质问为什么要陷害自己，乔敬堂不理会，反而恐吓他不许很快搬出宿舍。婚礼即将举行，马东以值班为由没有接受冯书雅的邀请，强忍悲伤祝她幸福。杜哲通知马东盯紧齐延志，“蓝鱼”即将下水，202厂要戒严，以后联络不能频繁。马东化悲伤为力量，拼命研究从齐延志房间中找到的化学分子式，最终查出是液体炸药。马东分析齐延志是找人将几种常规的化学制品运进厂里后，再将它们混杂在一起制成液体炸药。齐延志的真实身份查明，原来是训练有素的间谍谭永庆假冒的。“蓝鱼”进入装配阶段，图纸交接，202厂开始戒严。国安方面为了不引起间谍机构的注意，只能撤出除马东外的其他同志。乔敬堂给了刘芳两服药，让她给正在戒严的陈其乾也送一服补肾的药。陈其乾打开药，看见了一个微缩照相机。
冯书雅告诉陈其乾自己要去读研究生，陈其乾很低落，和冯书雅说自己很想要个孩子，冯书雅答应了。第一批图纸要运进202厂，国安部门加大了布控。图纸交接期间出现意外，交接暂停，陈其乾拍下了图纸照片。乔敬堂催促齐延志直接去找陈其乾要照片，还叮嘱齐拿到图纸后炸掉202厂，随后乔敬堂消失。国安对与齐延志频繁接触的人进行调查，市二院骨科医生乔敬堂随之浮出水面。齐延志现身威胁陈其乾交出图纸胶卷，并用冯书雅相要挟。马东进入齐延志的房间，将他准备的引爆器的芯片换了。齐延志来找陈其乾要图纸照片未果，陈其乾深深震惊齐延志居然是特务。经过激烈的心理斗争后，陈其乾做了一个决定，他留下一封信，上了一辆间谍的汽车。汽车冲向山崖，轰的一声爆炸……陈其乾失踪，冯书雅急忙找到马东，马东立即通知国安做好战斗准备。杜哲告诉马东已发现陈其乾烧焦的尸体，马东悲伤不已。除了齐延志，所有敌人眼线被一一抓获。马东和齐延志以真实身份短兵相见，齐延志见阴谋破产自杀身亡。间谍头目雅各布得知计划失败感到不可置信。马东、杜哲等人及时赶到火车站，抓捕了即将出逃的乔敬堂。经国安审讯，乔敬堂交代了一切。
