三十年代，中国上海，丁凯文探长让米宝去第二站台守着，以防草上飞溜走。草上飞男失女装偷东西时被蓝依婷发现，他想溜走时被丁凯文拦住，一群流氓上前要对付丁探长时被路过的蓝依婷出手相助，蓝依婷被带回警局做口供，草上飞也被抓获，蓝依婷在车站就发现草上飞是个男人，她将怀疑都说出来。丁凯文得知蓝依婷是神探井田尾雉的学生，蓝依婷亮出了女人的身份，她希望在丁凯文手不当侦探。

丁凯文认为侦探的工作不适合蓝依婷，她说起六年前的火灾，她对丁凯文的感觉是傲慢无理，他第一眼就看出她是女人。马巡长让丁凯文针对蓝蝶王杀人案给个说法，他压力很大，丁凯文需要时间来查找，马巡长给他十天时间来查案。丁凯文根据尸体和照片来搜查线索，他怀疑蓝蝶王是三十岁左右的男人。蓝蝶王的传闻城中传开。

胡老板找虞老板押货，要从南浔押送到上海，虞老板答应过女儿不再压镖，虞小曼回家后看到金条就劝她爹不要押镖，虞老板让她将老伙计们都找回来，她将道上蓝蝶王之事说出来，她只想平谈地过日子，在她爹的坚持下虞小曼要求一起过去，他答应她这次押镖结束后金盆洗手。蓝依婷租房住下，她住在丁凯文楼下，她回上海是想破一宗旧案。虞老板搜集人马前去押货。

丁凯文在楼上遇到了蓝依婷，他向米宝问起侦探会所之事，米宝将蓝依婷的事情说出来。丁凯文分析蓝蝶王劫持的货都是带有鸦片的队伍，他去沪杭山路查询情况。虞老板押货时在路上的林子里见到赶尸人，他们准备换另外一条路走，计划在九间楼歇脚。丁凯文住到了九间楼的第一个单间里，虞老板带着队伍入住九间楼，他和王老板十年没见过。虞小曼被王老板安排在女儿的房间，虞老板准备连人和货一起住到柴房，那里有足够大的地方。虞小曼和王老板的女儿王小芸住到了一起，除了镖局的队伍外只有丁凯文一人住店。

虞老板将金子分给押镖的兄弟们，他当初解散镖局时拿不出钱分给大家，这才了结了这个心结。虞小曼晚上做梦时梦到蓝蝴蝶，她从恶梦中大叫起来，她起来见到她爹时晕倒过去，虞老板已经死去，其他货物和人都消失了，丁凯文让虞小曼询问缘由。蓝依婷要找到杀她全家的元凶，她去了卓立轩坟前，从工人那里知道九间楼有蓝蝴蝶杀人。丁凯文让米宝封锁消息，还让虞小曼回去录口供，她认为自己听到了蓝蝶的声音。蓝依婷以私家侦探的名义来到九间楼，她见到了虞小曼并对虞老板的身体进行检查，她查出他是中毒身亡。

虞小曼感觉活着没啥意思，蓝依婷希望她能帮助她。蓝依婷赶到虞老板死亡现场时发现他的尸体不见了，她看出拖痕是仿造出来，她们追赶过去后现了虞老板的尸体，还和刘艾琳打斗起来，刘艾琳是想研究尸体，主要是破获蓝蝶案，蓝依婷怀疑它是否存在。丁凯文到九间房时只见到米宝，他总感觉有些蹊跷。记者们对丁凯文进行采访，蓝依婷也对他提出问题。

虞小曼和蓝依婷、刘艾琳一起去喝酒，刘艾琳从小在育婴堂长大，她从神父那里学到了一些东西。丁凯文发现虞老板的尸体被动过，他让米宝去找虞小曼回来。丁凯文得知蓝蝶王杀的人全是毒贩子，黑帮也要查出他。上海街面上的福寿膏一天一涨，丁凯文知道茂昌货行能买到。刘艾琳加入到了蓝依婷侦探所，她感到荣幸，虞小曼也来到那里，蓝依婷提出三人共同介入此案，虞小曼答应下来。

米宝知道虞小曼和侦探所签了合同，蓝依婷见到丁凯文后将情况说出来，虞小曼不懂，蓝依婷持有国际刑警的办案条件，丁凯文让她适度介入此案。虞小曼只偷偷打开了一箱货物查看，蓝依婷这才知道货要运到茂昌货行，箱子里是夜壶，但里面不知道是啥东西。蓝依婷准备去一趟茂昌货行查看情况，到那里后现胡老板已死，刘艾琳对尸体进行检查，虞小曼发现账房后悄悄进去，蓝依婷发觉有人要从他嘴里拿东西。

丁凯文到后质问起蓝依婷，他不要让她们添乱，丁凯文已经报警，还让她们赶快走。虞小曼对丁凯文的做法不满意，刘艾琳很喜欢他。丁凯文应马巡长宴请过去，米宝在外面吃饭。刘艾琳不明白丁凯文为何每次都在命案现场，蓝依婷清楚丁凯文的判断。蓝依婷可以确定丁凯文肯定有秘密，她要找茂昌货行的其他人，虞小曼将拿到的账本交给蓝依婷。米宝跑遍上海得到安装义肢的人，丁凯文让他派线人寻找茂昌货行的其他人。

刘艾琳将账本的情况说分析给蓝依婷，虞小曼端着包子去找米宝，蓝依婷向米宝打听茂昌货行的账房先生徐鹤亭，米宝称丁探长也在找他，他答应找到后先让她们用，然后再交差。徐鹤亭在街上被人追赶，他慌忙跑走时被巡捕房的线人阿三抓住。蓝依婷见到徐鹤亭后问起胡老板的做法，他将主营鸦片的情况说出来，他也不太清楚里面的具体细节，徐鹤亭称他有一本暗账是偷偷记下的。丁凯文找米宝问茂昌货行的事情，他知道徐鹤亭在他手上，米宝说徐鹤亭在蓝依婷那里。蓝依婷陪着徐鹤亭回去拿东西，他要有私人东西要拿。徐鹤亭拿东西时被人追杀，丁凯文及时赶到救了他，他慌忙之中将账本丢下，账本被丁凯文捡到。蓝依婷见徐鹤亭迟迟不出来就过去查看，进去后见到了丁凯文。

米宝带着吃的给虞小曼等人，他得知她们的情况。上海商会继续向巡捕房的马巡长施加压力，马巡长找沈丰斋打探，回去后向丁凯文询问蓝蝶案的进展，丁凯文称他无法保证如期破案。蓝依婷、虞小曼等人在街上遇到乞婆，蓝依婷看出破绽后被带到玛丽皇后西餐厅，餐厅老板说起穿着黑斗篷的人和一个女人来过，他们上楼后看到房间之中没人。

蓝依婷在楼上看到穿着黑斗篷的人之后就跟踪过去，她跟着他来到那间房屋，丁凯文出现阻止她进入，她进门后听到猫的怪叫就昏倒了，丁凯文将她带回家中，她醒来后质问他出现那里的原因，丁凯文坚持称他就是蓝蝶王。蓝依婷看着地上掉的烟想起卓文轩，丁凯文的话让她想起六年前的事情，卓立轩是蓝山隐的学生。

蓝依婷当年被带走后关了起来，那些人将黑猫塞到了她衣服里面，卓立轩将她从牢房中救出来，她在走之前让他留着那把古琴。丁凯文向蓝依婷说起当年她父亲被害的原因，还把黑帮走私烟土的状况说出来，丁凯文的话让蓝依婷有些疑惑，蓝依婷回去后将和丁凯文的遭遇说给其她探员，她想从丁凯文的身上打开缺口。

米宝从丁探长的房间里找到了蝴蝶蛹，他拿着它交给蓝依婷，他们在分析着丁凯文的行为。蓝依婷对蝴蝶蛹进行观察，她去找昆是专家王教授询问，王教授将蝴蝶变异的事情说出来，还将英国豹纹蝶的具体描述一番。蓝依婷回去后准备去古宅，她让人去盯紧丁凯文。丁凯文被吸到了酒吧，蓝依婷和虞小曼悄悄去了那所古宅，他借上洗手间之机从酒吧离开。虞小曼在古宅中看到那架古琴，蓝依婷在暗室中看到化学药剂的试验室，她扭头过去时看到成群的蓝蝶在上面，她大叫让蓝蝶王出来，可被人从背后弄晕，醒来时来到餐厅。

蓝依婷将发现蓝蝶王的事情说给丁凯文，他并不吃惊，还让她不要再插手此案。蓝依婷回去时见虞小曼在那里，虞小曼拿出从地下室里拿的书交给蓝依婷，还把古琴之事说出来，那琴让蓝依亭准备再次去一趟地下室，蓝依婷不想让第三天知道此事，艾琳回去后说她没盯好丁凯文。蓝依婷准备停止行动，卓立轩不想伤害她，麦玉很嫉妒蓝依婷，能让卓立轩活下去的理由就是蓝依婷，麦玉想让卓立轩娶了她，他答应她会娶她的。丁凯文找卓立轩说他的秘密肯定是藏不住了，可卓立轩不想和她见面。

卓立轩让丁凯文给他一周时间，他准备娶麦玉，还让丁凯文做见证人。蓝依婷和虞小曼去了古宅的地下室，丁凯文喝完喜酒后离开，他骑在车上睡了过去。麦玉喝酒后也睡过去，卓立轩准备离开了。蓝依婷在地下室中发现了古琴，看到它让她想起和卓立轩在一起的时光，她抱起古琴拨弄起来，蓝依婷知道卓立轩没死。

她们看到成群的蓝蝶飞入地下室中，卓立轩抢过古琴让她们离开，他没和她相认，卓立轩不想正面和蓝依婷相见，他承认多年来一直在这里陪伴着蓝蝶，那里到处都是蛹，还有毒汁，卓立轩承认了他是蓝蝶王，他这样做都是为了报仇。

丁凯文梦到蓝蝶后醒来，麦玉醒来后找到了卓立轩，他担心蓝蝶会伤害到蓝依婷等人。沈丰斋带人包围了蓝蝶王，他承认自己是贩麦鸦片的黑手，但暮后另有大人物，沈丰斋放了大火要烧死他们，卓立轩保护麦玉。沈丰斋出来时被记者询问，蓝依婷看到他手上抱的黑猫时想起当年被抓起来的情形，回去后她不吃不喝，这让虞小曼和艾琳有些担忧。

丁凯文找蓝依婷对她进行劝说，他知道是卓立轩走上一条不归路，他理解他那样做的原因。蓝依婷将六年前的凶手就是沈丰斋，丁凯文让不到最后时刻不要冲动，她想知道在她离开之后卓立轩经历的什么，丁凯文将卓立轩的话说出来，卓立轩在养蜂父女的救助下活过来，但失去了一只手，后来在云南的山谷中发现蓝蝴蝶。

卓立轩培育有毒的大翅蝶向贩卖鸦片的人下手，他一直试图让蓝依婷离开，丁凯文是从米宝那里得知她们的踪迹，还将卓立轩误杀虞老板的事情说出，但徐鹤亭不是他杀的。沈丰斋命人给POP公司发货，他认为蓝蝶王已死。沈丰斋去找丁巡长帮忙，丁巡长派人出动。米宝打听的消息让丁凯文和蓝依婷猜出沈丰斋运的肯定是鸦片，蓝依婷提出事情知道的人少为好。沈丰斋带人去了码头接货，那批货的数量十分巨大。蓝依婷见到沈丰斋后说她就是蓝山隐的女儿。

蓝依婷称要抓他贩卖鸦片，沈丰斋将虞老大的身份说出来，他让人把蓝依婷扔到河里时丁凯文拿着枪出现，卓立轩没死，他突然出现在码头，这让蓝依婷很吃惊，沈丰斋开枪后引爆了卓立轩身上的炸药，沈丰斋被丁凯文抓到监狱，他这次被逮个人赃俱获。蓝依婷收到了包裹和信件，麦玉用身体压住了卓立轩才让他从火海中逃走，他在信中向蓝依婷告别，卓立轩早就做好必死的决心。

蓝依婷将古琴埋藏在卓立四坟前，丁凯文找人给刻了蓝蝶女子侦探事务所。蓝依婷在蓝蝶之谜的笔记上写了心和体会，它划上了句号。曹伯铭在车上给女友买了钻戒，他要向大家介绍说她以后就是曹公馆的女主人。蓝蝶女子侦探事务所正式挂牌，米宝过去庆贺，艾琳一直关心着丁凯文，米宝称他一直在看死人的照片。

蓝依婷在翻书时看到那支墨菊，那是她从徐鹤亭的死亡现场发现的，蓝依婷让米宝转告丁凯文，她想找他谈一谈，她希望知道丁凯文对徐鹤亭案件的真实想法，还派艾琳过去咨询。曹伯铭将陈丹莉带回曹公馆，他将家中的仆人介绍一番，他们见到这名月份牌女星。陈丹莉见到花匠廖长根，廖长根培育的墨菊在上海滩很有名。

曹伯铭看到葛林拿着蛇和鸡子在做菜，这把陈丹莉吓了一跳，她还尝到了曹家的墨花茶。丁凯文去买那条丝巾时发现被刘艾琳买走，他知道她有话要说，刘艾琳说出徐鹤亭之死的谜案，还将蓝依婷的想法说出来。刘艾琳请丁凯文去参加蓝蝶女子侦探所的挂牌仪式，可他称自己没时间，她感觉有些闷就出去了，丁凯文出去后送她一瓶红酒，她对他十分着迷。

葛林端出了游龙戏凤的汤，陈丹莉担心汤中有毒，葛林提出先行试喝，他对汤大加夸奖时却假装中毒，这把曹伯铭和陈丹莉吓了一跳，结果她也吃不下了。陈丹莉在花园里见到了墨菊花，这让曹伯铭想起了弟弟，那是老二培育出来的品种，曹伯铭时常会想起他来。曹伯铭让陈丹莉在花园中转，但提醒她千万不要去后花园。刘艾琳回去后抱着那瓶酒，米宝认出那是丁凯文珍藏的，刘艾琳看到丁凯文就心乱了。