关青山和关青月是一对龙凤胎，一起在孤儿院长大，二人身形相貌几乎一样，但性情迥异。

哥哥关青山在上海滩公共租界中央巡捕房担任探长，而妹妹关青月则性情急躁、嫉恶如仇，本来在浦东的孤儿院工作，由于屡次捅娄子，而被开除。

关青月带着一直照顾兄妹俩的福伯来到上海滩，投奔关青山。刚踏上上海滩的码头，关青月的钱袋就被小偷阿三偷走，青月在集市里追小偷，拆屋毁档，搞得鸡飞狗跳。

探长贺忠信前来阻止二人，青月误将忠信当成了小偷的同伙，同忠信大打出手。在澄清误会后，青月更是大施苦肉计，博取同情，善良的忠信放了青月。

青山不幸遇难，青月决定假扮青山，进入巡捕房，追查青山的死因，为哥哥报仇雪恨。为了能够蒙混过关，她谎称自己被炸弹炸到了头部，导致了失忆，只能记得来巡捕房之前的事情。乙队的同事包打听、莎莎、乐翰风、周正对她的遭遇感觉很不可思议，但面对一个身形相貌没有任何变化的“青山”，又不得不信。

包打听带青月巡街，顺便介绍公共租界、中央巡捕房的情况，此处是上海最混乱的地面，数十股势力在这里争斗，而巡捕房内部则极为腐败，督察长张满弓是个昏庸的官僚，唯一的目的就是混日子到安全退休，甲队探长洪飞背靠黑帮，一直对忠信和青山所在的乙队大力打压。

拳王被杀，青月为了取证，在柔功门挑战大师兄野六，用咏春拳将野六击败，获取了野六拳套的纤维，但是经过周正化验对比，野六的嫌疑被排除了。

忠信带着忠信妈夜访比武受伤的青月，意外发现，忠信妈和福伯年轻时候就认识，是一对欢喜冤家，几十年后再见面，两个人还是唇枪舌剑斗得不亦乐乎。

包打听根据画像在西洋拳馆找到了马龙，忠信带队来取证，不想被人识破，给包围了起来，忠信用激将法单挑马龙，在擂台上打败了他，成功将之拘捕归案。

青月翻找青山留下的遗物，只得到了一些线索，她猜测青山遇害当晚是去见一个叫徐友豪的人，目的是为了调查一宗丁字三零七号案件。但是当她追查这个叫徐友豪的人时，却似乎处处有人在暗中和她作对，每一条线索都很快断了。

由于公共租界当局大力打击犯罪，令龙商社的黑道生意遭受惨重损失，龙商社老大丁立利用工人互助会煽动一帮失业的流氓妓女搞示威游行，对工部局施加压力，试图让罗宾逊妥协。

在游行过程中，突然一颗子弹打中了工人互助会长张阿海的头，顿时，全场一片大乱。忠信的乙队在第一时间赶到，根据弹道分析，很快找到了线索，杀手是在旁边的高楼上远距离狙杀张阿海，使用了当时很少见的狙击步枪。

乙队的队员们等在外面，见忠信出来，纷纷围上来询问情况，忠信说杰森就是杀手，他用的枪和手法跟杀死张阿海时一模一样。洪飞安排张督察和丁力谈判，达成协议后张督察宣布，在洪探长的领导下，破获了游行枪击案，真凶已经落网，工部局还提出了嘉奖。忠信质疑洪飞，问他案情的细节，洪飞回答的漏洞百出。忠信说他找替罪羊，将人屈打成招，甲乙两队大吵了起来。

忠信得到线报，丁力在江湖上发了英雄帖，要重金礼聘神枪手，入选者可以得到十万大洋，还放出话说来应试的杀手，不管从前跟自己有没有过节，他都一概既往不咎。包打听分析丁力是想把打死张阿海的那个人找出来，忠信决定假扮枪手去应聘，如果杀手不出现就算了，只要他一出现就可以将他绳之以法。

张督察将三人带进办公室，故意偏袒洪飞，默许他弄虚作假草草结案。青月说乙队已经找到了真凶，并把掌握的情况告诉了张督察和洪飞。洪飞为了抢功提出由自己带人去抓杰森，忠信想阻止被青月拦下，。忠信怕洪飞没抓到杰森反而打草惊蛇，以后再想抓杰森就不容易了。青月想利用洪飞抓住杰森，忠信问他具体的办法，她却说还没有想好，忠信彻底无语。

青月无意间看见报纸上写着工人互助会的新任会长叫徐友根，这让她联想到了徐友豪。青月得知他就是徐友豪的弟弟，于是将哥哥和徐友豪的关系告诉了他，并说徐友豪已经死了，徐友根不相信她的话。正在这时，有一群流氓受丁力指使到互助会闹事，想阻止他们示威游行被青月赶走，范节派杰森去暗杀徐友根。青月晚上睡不着，她觉得徐友根处身危险，万一他有什么意外的话，线索就断了。

忠信和包打听跟踪杰森，见他将徐友根射成重伤，他们和杰森交起火来，青月扮成凌波仙子赶来，救起徐友根。青月摘下面具告诉他自己要为哥哥报仇，徐友根相信了青月并将哥哥给自己的一个笔记本交给了青月。忠信要带青月回巡捕房录口供，青月赶紧逃走。