1、第1集，1941年天津，中共地下党策划劫持日军高级情报人员吉田，因代号“狸猫”的中共党员杨耀祖的出卖导致行动失败。日方在报纸上大肆歪曲宣传，使得中共在国际舆论中形势不利。不为人知的是，身为英租界警务处副处长、真实身份为国民党军统局天津站高级特工的周孝存，才是吉田事件的元凶。而周孝存的小舅子冯九思，作为秘密的中共预备党员，为行动提供车辆而被组织列为怀疑对象。军统为毁灭行动证据冒名我党身份处决杨耀祖及其妻儿。一方面，冯九思急于自证清白，在事发现场出现的可疑男子成为他追查的线索。另一方面，军统通过吉田事件夺得日军南进战略的情报，周孝存回想起现场那个衣着身形与冯九思相似的男子，不禁纠结忧虑。不久，小仓直人被日军调遣为天津租界课课长彻查吉田事件，并派杀手秋本对中共地下组织进行围剿。暗杀场面碰巧被知名美女作家蓝青瑶目击。
2、第2集，暗杀事件惊动租界警务处，一队探长宋远桥将案情分析汇报警队。周孝存深感此案复杂，为保护冯九思特意委派案件给宋远桥调查。目击证人蓝青瑶回忆凶手是名瘸子。冯九思重返现场调查时意外发现凶手。与此同时，前往事发现场的地下党员杨炳新不慎被警察摄入照片。就暗杀事件冯九思暗地与宋远桥展开双线竞争，为了寻找幸存者，冯九思派人搜查全城黑诊所。某日，宋远桥约请蓝青瑶喝咖啡，冯九思也携名媛王宝莲出现。两桌针锋相对，蓝青瑶愤愤而去，此时王宝莲才知蓝青瑶竟是冯的昔日恋人。吉田事件组织者、中共地下党雷大宏也遭到暗杀，死前他将冯九思的身份透露给杨炳新，并叮嘱他没有确凿证据切不可动冯九思，杨炳新抛开杀弟之恨，含泪答应不找冯九思报仇。冯九思通过画像惊奇发现，杨炳新便是可疑男子。两人在警务处门口不期而遇，而杨炳新也被杀手秋本盯上。
3、第3集，立仁证券所是周孝存从事军统秘密活动的掩护场所，周孝存将杨炳新的画像交给手下调查。妻子冯素梅不期而至险些撞破两人。同一时间，冯九思通过帮派人物龙二也得知了杨炳新兄弟的异常情况，这引发了冯九思的深思，他急需找到杨炳新证明自己的清白。小仓邀请社会各界名流参加慈善晚宴，获得请柬的周孝存因妻子冯素梅不肯与日本人接触而不能赴宴，为失去搜集情报的机会惋惜。慈善晚宴现场，小仓遇到天津知名女作家蓝青瑶，一时有了将她培养成亲日表率的想法。携王宝莲赴宴的冯九思与嫉妒不已的蓝青瑶一番舌战，二人的关系引起小仓的注意，小仓命人查清冯九思的底细，不久，他获知冯九思与蓝家往事。晚宴后，蓝青瑶与冯九思返回住处，冯九思发现蓝青瑶已搬到对门。蓝青瑶发表的虚构小说《神探九哥》，与天津发生的命案不谋而合引起多方关注，冯九思为蓝青瑶的安全而担忧。某日，杨炳新将同志被杀的消息，传达给代号“鸽子”的广德布庄伙计，通知鸽子尽快撤离天津免遭毒手。随后，杨炳新与冯九思在街头相遇。两人短暂交手并且互相质问吉田事件真相。这时，一声女人的尖叫吸引了两人的注意力。
4、第4集，“鸽子”被杀，杨炳新被埋伏的凶手打晕，冯九思对凶手的种种矛盾表现与举动疑惑不已。警务处内，戴尼斯处长亲自过问三起凶案，周孝存为不让冯九思插手此案而将案件交给宋远桥负责，并派人跟踪冯九思。不以为意的冯九思摆脱跟踪，与杨炳新在棚户区见面，根据“鸽子”死前血书猜测凶手是内奸。晚上，冯九思将自己对案情的推断告诉蓝青瑶，询问是否和她的新作不谋而合，并建议蓝青瑶更改《神探九哥》的情节，以免小说描写过于逼真而惹祸上身。随后，蓝青瑶致电报社更改原有的剧情，但口头答应的报社仍然按照原先手稿登发，这让蓝青瑶甚是愤慨。同时，小仓获知中共两名高级情报人员“四爷”和“财神”正在天津活动，他分析认为周孝存、冯九思一家人嫌疑最大。由于蓝青瑶的小说威胁到日军计划，小仓下令给蓝青瑶以警告。某日，冯九思再与杨炳新会面，九思希望获得杨炳新和中共组织的信任，杨炳新却依然心存戒备。
5、第5集，当晚，回家的蓝青瑶收到一枚子弹警告，惊吓不已，幸好住对门的冯九思闻声赶到，安抚了蓝青瑶。隔日得知女儿受到威胁的蓝父也劝阻蓝青瑶不要编写小说，以免招来杀身之祸，蓝青瑶沉默不语。探案毫无进展的宋远桥意识到冯九思可能正在搜查黑诊所寻找目击证人。而此刻，冯九思早已带着李鸣来到黑诊所查问嫌疑者，但与目击证人的枪伤区别很大，失望而归。证券行里，军统天津站站长纪汉臣下令周孝存找出与警务系统颇有渊源的中共地下党“四爷”。殷勤的宋远桥亲自下厨为蓝青瑶做了一桌美味佳肴，恰逢冯九思行动，宋远桥不得不回警务处处理，留下蓝青瑶一人。冯九思找到幸存者李狗子，突然而至的杨炳新告诉冯九思凶手就在附近。经过较量杨炳新被秋本击晕，李狗子被杀，冯九思不慎手臂中弹。周孝存赶到现场，得知“车夫”杨炳新逃过一劫，猜测杨耀祖未死，也怀疑冯九思的身份。小仓对秋本的刺杀行动十分满意，而秋本卸下伪装，他就是杨耀祖。