1960年代。广州郊区326工厂外的小餐馆，326厂技术员孙敏和一个台湾特务秘密接头。台湾特务交给孙敏一笔钱，孙敏则交出了几把钥匙和一组密码，并说自己任务已经完成，希望以后特务再也不要纠缠。特务却再次询问苏联专家笔记本的价值，孙敏确认此笔记本事关重大，是苏联导弹导航系统专家撤离中国前，出于对中国同事和中国人民的友好感情，冒着风险偷偷留给当时的助手、副总工程师赵志强的，此技术资料对正在研制中的威慑台湾的中程导弹打击精确度非常有价值。特务要求孙敏亲自偷出笔记本。孙敏执意不干，特务威胁再三，并答应事成之后送孙敏去台湾与父母团聚。孙敏提出要和妻子一起离开大陆，特务断然拒绝，并威胁孙敏不能要价太高。孙敏无奈，只好不断要酒买醉。
晚上孙敏酒醉回到家里，怀孕的妻子惊问何故。孙敏语无伦次，暗示自己已经身陷绝境，曲折表露了对妻子的愧疚，妻子当然无法想象事情的严重性。
内地326厂，技术员孙敏所在的设计室旁边就是赵志强的办公室。孙敏趁一个工作人员进入赵志强办公室的机会，说自己也有急件需要交给总工。他在和那个工作人员一起出门离开时，偷偷将门锁卡住。午饭时分，众人离去，孙敏寻机返回赵志强办公室，用预先获得的钥匙和密码打开文件柜，将一袋文件置换偷走。
孙敏和台湾特务在一个公园接头。孙敏告诉特务他已经拿到极有价值的苏联专家留下的笔记本，但现在暂时还无法带出工厂，等出差在外的赵志强两天后即将返回，必然会发现笔记本丢失。他要求台湾特务立即安排自己去台湾。特务答应在自己拿到笔记本后孙敏就可以前往广州接头。孙敏却提出，自己和笔记本必须在一起。
晚上，孙敏和妻子看电影《李双双》。剧情使妻子看得十分开心，孙敏却闷闷不乐。回家之后，二人发现家里已经被人搞得天翻地覆，像是发生了盗窃案。妻子要求立即报案，被孙敏强行阻止了。
又一日，孙敏和特务再次在公园接头，孙敏威胁如果特务再到家里或者打妻子的主意，自己绝不会交出笔记本，而宁愿报案，以求一死。特务无奈，只好同意立即安排孙敏逃往国外。
到了广州的孙敏像是丧家之犬，无奈之下他再次来到花店和谢其庸见面，老老实实地将笔记本交给了谢其庸。谢其庸随即保证立即安排他离开广州，让其等待消息。孙敏离开后，江晓琴对谢其庸的做法表示质疑，认为孙敏已经毫无价值，应该杀了灭口，何必费劲送他出境。谢其庸认为，搞情报应该言而有信，只有这样才能得到更多的情报，而且杀人必定会暴露痕迹。这样安排既送了孙敏一个人情，也成全了台湾当局需要“反共义士”成功叛逃的宣传需要。
孙敏藏匿地点，江晓琴带着一些食物和伪造的证件来到，她冷漠地告诉孙敏出境的手续和新身份，并警告孙敏不能离开藏匿地点，不能在公开场合出现。孙敏很反感江晓琴的口吻。江晓琴威胁孙敏，要是不听话随时都可能被警察抓获。 夏云和周大年来到326厂，和宋涛一起商量案件。周大年对赵志强竟然丢失如此重要的笔记本表示愤怒，宋涛却尽力为其辩护。夏云询问有关孙敏家属情况，宋涛表示已经在掌控之中，只要孙敏和家属联系，就可能找到孙敏的踪迹。
街边的电信局，孙敏来到这里要了一个长途电话。工作人员见其神秘慌张，顿生疑窦，在帮助孙敏接通电话的同时，也向公安局秘密报告了。
二处人员吴克接到电话，立即叫上陶锦一起前往电信局。
郊区的一个小厂，孙敏妻子从车间里被叫到收发室接长途电话。孙敏拿着电话却一言不发，他听见了妻子的声音和哭泣，最终红着眼圈挂断了电话。
孙敏来到柜台付钱的时候，吴克和陶锦已经来到，在电信局工作人员的暗示下盯上了孙敏，然后二人跟踪而去。
黄昏，夏云来到幼儿园找到了梁婷婷，说自己今天晚上正好有空，想接全托的佳佳回去。梁婷婷刚把欢天喜地的佳佳带出教室，夏云却被叫上了一辆赶来的吉普车。车上，周大年说在电信局的帮助下，吴克和陶锦已经发现了孙敏踪迹。夏云回来只好告诉梁婷婷和佳佳，自己要去工作，不能带佳佳回家了。这让佳佳失望而泣，梁婷婷急忙安慰佳佳，说自己今天晚上一定会带佳佳去看一场电影。看见佳佳终于破涕为笑，夏云对梁婷婷充满感激。
车上，夏云和周大年发生了争论。夏云认为应该当机立断，立即抓捕孙敏，防止他逃往境外。周大年却想利用孙敏作为诱饵，抓获更多的台湾特务，现在只能是秘密监控孙敏。
江晓琴来到孙敏藏匿地点，再次为他带来一些食物，却发现该地点已被公安人员监视。江晓琴随即放弃，迅速离开。
周大年和夏云带着吴克连夜追赶，拦截了汪卫明提供的那条机帆船。船老大老古痛快地承认，昨天是有一个人出钱搭船，并立即指认了照片上的孙敏。不过他说孙敏本来是要前往金湾，今天早晨却又在江门提前下了船。
孔志国的妻子杨影是一个钢琴师，这天刚从外地演出归来，她在谢其庸的花店买了一束鲜花回家。孔志国对杨影回家表现得十分高兴，急忙下厨做饭。等饭菜上桌，杨影却满不在乎地说她已经和朋友约好要出去，孔志国内心极为不满，却只能故作高兴地表示没关系。等杨影走后，孔志国气急败坏地将碗摔在地上，然后又忍气吞声地将碎片收拾干净了。
车间里，宋涛找到正在这里的赵志强，让他晚上跟自己一起回家吃饭。赵志强对此毫无心情。宋涛表示，笔记本丢失的责任在自己也有份，赵志强不应该过于责怪自己，精力还是应该放在设计上。赵志强这才勉强同意了。
江岸，汪卫明带刑侦处的警察一起出现场，因为这里发现了孙敏的尸体。汪卫明仔细辨认，确定孙敏了身份。
晚上，夏云在家里已经准备好饭菜，看见现赵志强与宋涛一起回来了，虽有些意外但仍然相当热情，毕竟因为笔记本的案子她和赵志强也算认识了。赵志强带来了自己省下来的半斤白糖，说是送给佳佳的。这让夏云非常高兴，说我们佳佳最喜欢白糖了。席间，赵志强不断寻找机会自责和表白，夏云却不愿意在家里谈工作，但对赵志强进行了安慰，认为此案不是他的过错，而且一定会抓住偷笔记本的人。夏云的话让赵志强情绪渐好，宋涛见此状，甚感欣慰，并趁夏云去外面接电话的时候告诉赵志强，说赵志强与夏云很般配，如果不嫌弃佳佳拖累的话。赵志强很惊讶地谢绝了，说自己才怕拖累了夏云。夏云接电话回来，告知孙敏已死，赵志强急问笔记本下落，夏云回答否定。赵志强情绪一下低落起来。
当晚，夏云和周大年一起来到彭光勇局长的办公室。彭光勇要夏云立即前往现场，让周大年留下。夏云离开以后，彭光勇批评周大年没有在发现孙敏踪迹的时候及时抓捕，直接导致了现在的被动局面。周大年急于为自己辩解，但彭光勇坚持认为当时周大年应该听从夏云意见。周大年心里很不高兴地走了。
