飞机上的一个乘客突然变得癫狂，又遭遇到飞机强气流，待一切平稳下来，这名乘客已经突发性脑水肿死亡。而这名乘客身份并不普通。他是某保姆单位的高级研究人员，因涉嫌向外间谍组织出卖国家情报而遭到了有关部门的监控。他的离奇死亡使得这场监控和追捕遭到了停滞。而这时，国安局逮住了死者的弟弟王浩。于是想出一计，让侦查员沈亢（孙红雷 饰）扮成王浩，进而引蛇出洞。而这场卧底追捕，与王浩的中间联系人就是飞机上的空姐李小晚（傅晶 饰）。二人在一来二往中，互生情愫。但无奈卧底的身份不得暴露，小晚则纠结王浩黑社会的身份。
一起下水道的凶案，让刑警队长徐骁和老刑警林国强碰到一起，两人探案手法风格迥异，但因为对真相和正义的共同追求，逐渐弥合了观点上的分歧，结成亦师亦友的老少搭档。在破案的过程中并不顺利，在考古学者陈楠的帮助下，他们发现作案的凶手有着某种邪恶的思想，凶手难觅、迷雾难驱，他们虽分歧不断，但仍朝着一致的目标倾力探寻。最终使凶手伏法。
