1951年的一天，台湾国民党方面派遣特务“狼”张为农潜回大陆，与潜伏在重庆的特务“血狐狸”钱孝义联络，执行“死亡骑士”计划，妄图进入大规模破坏活动。在赶往重庆途中，张为农及随从小弟遇到民兵检查，双方发生枪战，小弟被击毙，张为农侥幸逃脱。

在重庆等待消息的“血狐狸”钱孝义接到通知，台湾方面批准了他的“死亡骑士”计划，命其联系“蝎子”和“蝙蝠”共同行动，并特别告知配合这次行动还为他们派遣了军事专家“狼”。只是，钱孝义万万没有想到“狼”已经在途中遭遇变故。

就在敌特暗中展开行动之际，重庆市公安局特别行动处处长雷启明率领公安干警侦破一起敌中统局特务潜藏案件，抓获了主要负责人姜文宣。这次行动中虽然没有查获到敌方电台，却搜出了大批武器和一份特务名单。

根据特务名单提供的线索，公安干警分头抓捕潜藏在市区的特务。抓捕行动中，部分特务落网，也有一些特务不知去向。重庆市公安局依然能够监听到敌方电台的发报信号。雷启明依据这种情况判断敌方一定隐藏着重大阴谋。

“血狐狸”钱孝义受命之后，积极实施破坏行动，为“死亡骑士”计划做准备。他先是让公安局内线王双娃给负责监听电台并破译电文的刘刚下毒，又以王双娃的妻子和孩子的性命胁迫其炸毁公安局的电台监听室。

王双娃被逼无奈，身上绑满炸药混入公安局电台监听室。在公安局大厅，丁四对雷启明说自己想改姓雷，与雷启明成为好兄弟。此时，慌慌张张赶来的王双娃和他们擦肩而过。雷启明察觉到王双娃的异常表现，随后和丁四冲进监听室。这时，王双娃已经拉紧了炸药的导火索。雷启明稳定王双娃的情绪后，带领战士从特务手中救出了他的妻子和孩子，化解了一场突如其来的危机。

侥幸逃脱的“狼”赶到重庆联系上了特务刘正，准备前往牛跛子的香火铺与“血狐狸”接头。

四面山中，潜伏的特务郑海和叶兰香假扮夫妻，他们也在时刻等待“反攻大陆”的机会。叶兰香命令郑海赶往重庆牛跛子的香火铺探听情报。

根据从敌台监听到的信号，冯译风破译出了部分密码：“蝙蝠” ……“狼”…… “红色的狐狸”……“死亡骑士”将降临人间。但是，由于刘刚中毒住进医院，破译工作陷入困境。负责化验刘刚血液的是雷启明的妻子刘玉梅。回到家中，雷启明向妻子了解刘刚的情况，刘玉梅说最终的化验结果要第二天才会出来。在重庆公安局负责电台工作的刘刚以前是中统局的情报员，助手冯译风原来是重庆军统稽查处电讯三科的情报员。冯译风告诉雷启明，鉴于自己能力所限，希望回家请作为数学教授的丈夫出面协助完成破译任务。

钱孝义对刘刚和冯译风的投诚行为恨之入骨，借王双娃之手毒害刘刚之后，他又命令手下王同安排特务潜入冯译风家，企图刺杀冯译风，让公安局的破译工作彻底瘫痪。

王双娃向雷启明交代，有国民党特务让他给刘刚的茶水中下毒，并炸毁情报室，只是不知道给他的是什么毒药。雷启明意识到冯译风也处于险境，遂带丁四赶往冯译风家。不过，他们还是晚到一步。从家中逃出的冯译风遭特务追杀，身负重伤。

“血狐狸”乔装改扮成医生潜入医院杀死刘刚。他担心被公安局抓获的姜文宣招供，派出特务陈刚混入公安局刺杀姜文宣。陈刚凭借医院保卫科科长的身份顺利混入公安局枪击姜文宣。在公安战士们的围追堵截中，陈刚跳楼自杀。

“血狐狸”同时指挥潜藏在医院的特务“蝎子”刺杀了因伤住院的冯译风。几次行动得手后，钱孝义积极准备与台湾派遣的特务“狼”接头。因为，只有从“狼”那里拿到台湾的“委任状”，“血狐狸”才能获得台湾方面授予的领导权统领“四骑士”，才能拿到“蝎子”手上的秘密武器，从而指挥整体行动。

雷启明的爱人刘玉梅曾经留学苏联研究病理和血清。她化验得出结果，刘刚身体里的毒素是一种神经毒素，出自日本侵华部队。公安局长和雷启明都意识到，在重庆潜藏的特务正在准备进行一场可怕的大规模破坏活动。

钱孝义和王同到第一接头地点八仙庵牛跛子香火铺查看情况，告知牛跛子计划于十八日和“狼”接头。而此时，雷启明为获得新的线索决定逮捕牛跛子。

牛跛子被抓后假意招认，“血狐狸”和“狼”计划十六日在八仙庵香火铺接头，还交代“血狐狸”是中统的头号特务，善于乔装改扮，身份多变。

在根据新的线索展开行动前，雷启明突然晕倒。被救醒后，雷启明从刘玉梅口中知道自己中的毒和刘刚中的毒一样。他想起前不久在监听室中误喝了刘刚的茶水。为了保证完成侦破任务，雷启明拒绝了刘玉梅让他住院的建议，还让刘玉梅向公安局长保密他的病情。

行动前夜，牛跛子要求雷启明抓捕“血狐狸”时带上他，因为只有他在当场，“血狐狸”和“狼”才会接头。雷启明借机行事答应了牛跛子的要求，指挥公安战士们在八仙庵香火铺周围埋伏。

十六日，“狼”张为农来到香火铺前以买香为名查看情况。牛跛子无意间发现了张为农右耳后的一块圆形红痣，认出对方是自己多年前失散的儿子。匆忙掩饰中，牛跛子骗过了监视他的公安战士冯成，放走了“狼”。这时，钱孝义扮成人力车夫来到香火铺前的茶摊，借喝茶点烟的机会使用了接头手势，见没人理会，便匆忙离开。

暗中埋伏的战士们没能发现敌情，雷启明等人无功而返。被押回关押室的牛跛子怀疑自己失散多年的儿子就是台湾派来的“狼”。为保护儿子的安全，牛跛子向雷启明坦白敌人接头的准确时间不是十六日，而是十八日。

十八日，“狼”和扮成算卦先生的“血狐狸”，连同从四面山赶来重庆的郑海，先后出现在八仙庵香火铺附近。

陪着“狼”张为农前来接头的特务刘正和牛跛子对上暗语。扮作香火铺伙计的战士冯成上前招呼刘正，结果引起怀疑。刘正情急之下利用人质掩护，企图逃脱。战斗中，冯成不幸牺牲，被追进了死胡同里的刘正自杀身亡。

牛跛子想继续救儿子逃脱公安局的抓捕，于是交代了“狼”的真实姓名叫“张为农”，“血狐狸”真实姓名叫“钱孝义”，他们的行动代号“死亡骑士”。“血狐狸”和“狼”并不相识，联络时通过一个特殊的手势，“血狐狸”要实施“死亡骑士”计划还会在第二个接头地点——振东茶社联系“狼”。牛跛子还详细交代了“血狐狸”和“狼”接头时所说的暗语。

刘正死后，张为农找到了特务唐七。唐七劝张为农暂时离开重庆，张为农坚持要去第二个接头地点联系“血狐狸”。“血狐狸”在第一次接头失败后则选择了退进四面山潜伏。

公安局展开全市大搜查，向潜藏的特务施加压力，迫使他们露出破绽。在唐七家遭遇公安检查后，张为农和唐七躲到了剧团演员耿家栋家中。张为农说这次潜回大陆的主要任务还包括刺杀中共高级领导人。他命令耿家栋利用社会关系查出中共领导出席的庆典演出活动，以便于安排行动计划。

被叶兰香派下山进重庆探听情况的郑海正准备离开重庆，途中发现了买东西的表弟申习东和弟媳辛子容。

郑海原是国民党军官，解放前曾抓捕申习东夫妇，迫使申习东供出参加革命运动的学生名单。担心被郑海找到后引出祸端，辛子容央求申习东带着孩子一起到乡下的娘家躲一躲。

申习东一家准备连夜离开重庆时，郑海找上门来，用以前申习东写的“自首书”胁迫他们就犯，并把申习东家当成其在重庆活动的落脚点。

八仙庵香火铺接头失败后，“血狐狸”钱孝义扮成商人潜入四面山联系潜藏在山里的部下朱大顺，以及“四骑士”当中的“蝙蝠”。“血狐狸”告诉“蝙蝠”，他此次进山的目的是为了在山里弄出点儿动静，转移重庆公安局方面的注意力，然后再回到重庆的振东茶社和“狼”接头。他还要求“蝙蝠”联合郑海和朱大顺在山里招揽的所有人马，以四面山作为根据地，公开暴动，开展游击战。

张为农在振东茶社联系不到“血狐狸”，便和唐七扮成商人潜入四面山探听情况。在叶兰香家，他们遇到赶来检查的民兵刘忠。刘忠责怪叶兰香没有向他报告有陌生人进山的情况，并警告张为农和唐七，让他们赶紧下山。感觉山里的形势也很紧张，张唐二人匆匆离去，又一次错过了和“血狐狸”联络的机会。

不想坐等机会的“血狐狸”带着朱大顺回重庆，计划去和“狼”约定的第二个接头地点振东茶社探听虚实。途经一家茶馆，朱大顺的国民党特务身份被人认出。