陈四扬在曹梦飞影响下投身共产党，身在敌营，赤诚为我党工作，曹梦飞的牺牲，使他更为坚定。解放前的一次行动中，机智地在周默的枪口下解救了他的继任领导崔亭山。解放初，崔亭山把他介绍到天津公安局工作。而崔亭山在侦破一桩特务破坏案件时，得到他潜伏敌营的妻子曲霞牺牲的消息。解放军监听站破获敌人独立台（后改为神通台）的一封绝密电报，我方立即成立专案组。崔亭山接受任务，担任专案组侦察分队队长。组长张处长批准他破格用人，崔亭山准备把对敌人装备熟悉的陈四扬调到北京工作。此时的陈四扬在天津，带廖科长等人捣毁潜伏特务的一个据点，不料已“飞”南方的特务头子周默与陈四扬遭遇，陈四扬没有带枪，跟踪时暴露，周默携妻子陈淑珍逃脱。回到局里，陈四扬受到孙局长的严厉批评，反省自己的失误。

崔亭山用人不疑，派侦察员苏闵到天津接人。回京路上，陈四扬、苏闵受到周默特务组织老鬼等人袭击。陈四扬机智逃进树林，造成他摆脱公安局控制的假象。周默命令手下严密关注天津、北京，下了务必追杀党国叛徒陈四扬的处决令。陈四扬的妻子三妮从老家济南回到天津，到处寻找陈四扬。老鬼等特务盯上三妮，尾随她查找陈四扬下落。陈四扬在北京见到老领导崔亭山，被安置到崔的隔壁。崔亭山讲明保密纪律，陈四扬擅自上街也受到批判。为了解案情，陈四扬自作聪明地用他懂唇语的本领“偷看”崔亭山对话，他虽出于好心却触犯了纪律。周默返津负有特殊使命，为实施所谓“天籁行动”积极准备。陈四扬利用在北京的旧关系，协助崔亭山找到敌人一部潜伏电台，却不是神通台。特务光头遵照周默命令来到北京，发现陈四扬的蛛丝马迹。陈四扬分析案情时失口说出“神通台”三字，引起崔亭山警觉。

崔亭山怀疑陈四扬采用了反侦察手段，含而不露地进行调查。苏闵作为陈四扬助手，有监督他的责任，她虽没查出陈四扬在电话上做手脚，却发现陈四扬密拍了她的照片，加重了对陈的怀疑和敌意。三妮没文化，人却聪明，利用一个电话号码反跟踪特务找到周默据点。周默训斥老鬼，只因他与陈四扬有约，没有打死三妮。光头在北京连续杀害陈四扬联系过的多人。陈四扬再次失口，说出这个专案牵涉到新中国的安全。崔亭山发觉陈四扬有严重违纪行为，加之多人被杀给专案带来的麻烦，准备送回陈四扬。陈四扬向崔亭山坦白了他懂唇语，想多了解案情是出于破案心切，承认了自己的错误，虽受到严肃的批评，但打消了崔亭山的疑虑。二人分析案情，陈四扬毫不犹豫地说明敌人下一个目标是他。随案情推进，专案组决定查敌特经费，从海外汇款查起。陈四扬获准参与工作，引出了光头。崔亭山、陈四扬全力抓捕光头，光头撞车自杀。

政工科长虽然目睹了陈四扬对敌斗争的勇敢，但对他这样从那边过来的干部仍抱谨慎态度，无形中给崔亭山增加了压力。察海外汇款北京查否，陈四扬立军令状要到天津去查。崔亭山顶着压力答应了他的请求，并做通苏闵的工作，派苏闵跟随陈四扬行动。陈四扬到了天津如鱼得水，他工作缜密简直像换了个人，处处显得经验老到，按照老崔的要求从地下查起，很快摸清天津只有一家银行能接受海外汇款，他委托金融界一个朋友，做得天衣无缝。苏闵逐步改变了对陈四扬的看法，特别是苏闵知道了陈四扬是父亲曹梦飞发展的对象，有了进一步交流的愿望。但她并没忘记自己的责任，未允许陈四扬脱离自己的视线单独行动。崔亭山工作作风泼辣，果断中止了毫无希望的“查姓氏”工作，崔亭山从另一渠道获得线索再次破获敌人一部电台，

清晨，陈四扬带苏闵在熟悉的地方吃早点，被三妮撞见，由此引来尾随特务的突袭。陈四扬全力掩护苏妮，三妮舍身保卫陈四扬，陈四扬得以脱险。崔亭山对报务员的审讯虽无成果，却得到这名特务在天津受训时参与抓捕曹梦飞行动，且听到曲霞被怀疑的消息，这引起崔亭山对陈四扬的再度怀疑。陈四扬遭袭击后迅速转移，改换接头地点，直到半夜才拿到抄录的海外汇款单。因事情变故，苏闵没能按规定时间和崔亭山通电话，急坏了对陈四扬疑心重重的崔亭山。崔亭山不得不和天津局、保定局联系，做了最坏的打算。陈四扬和苏闵查到两笔可疑汇款，大喜过望，其中一笔还没取走，更成为活线索。二人回北京见崔队长，不想崔亭山大发雷霆，陈四扬立刻感到老崔把情况想得很糟。三妮摆脱特务盯梢，悄悄跟踪陈四扬到密室，又一路跟到北京，陈四扬居然毫无察觉。

崔亭山和陈四扬短兵相接一番谈话，陈四扬才得知曲霞是崔亭山的爱人。他说出当年周默对他的怀疑，举办鸿门宴对他使用了致幻剂，他担心说了对曲霞不利的话。当时敌人录了音，他事后调过这盘录音带。崔亭山在档案馆找到那盘录音带，证实曲霞暴露与陈四扬无关，且证明了陈四扬的忠诚。周默接到北京灵通台电报，老家批准他的天籁行动计划，十分兴奋。这封电报恰被我监听台遗漏。周默请示老家，请求直接与老家通话，受到严厉斥责，并给他定了铁的纪律。崔亭山请示张处长后派陈四扬进入汇款单的地址：东大院寻找一个叫尹依爱的人。陈四扬装扮成小商人，苏闵扮作他的女友：一个正找工作的大学生。他们很快发现，东大院形形色色居民中，最可疑的是罗家二女儿罗京华和半疯女人郑玉霞。罗京华是个交际花，郑玉霞解放前当过妓女。然而，大院里并没有汇款单上的那个叫尹依爱的女人。