1950年代,某城市发生了一起命案:徐秋影被杀,公安局处长杜永楷和科长汪亮展开调查。案发现场留下了弹壳和纽扣,警方将教育局干部彭放列为嫌疑人,因其曾与徐秋影恋爱,后因感情受挫移情别恋,并在其私藏的手枪中发现少了一粒子弹。与此同时,城内发现了一个代号为P491的特务。在公安局传讯彭放后,彭突然中毒身亡,这引起了杜永楷的高度警觉。随后,一个叫罗精达的人浮出水面,他正是代号P491的反革命分子。罗精达在得知外甥女邱涤凡(张圆饰)给彭放投毒暴露身份后,企图化妆潜逃,最终在码头被警方抓获。罗精达如实供出了徐秋影遭人暗杀的真相及其背后的深层原因。