世界每一座大桥都会有一个“心脏”，这个心脏是大桥的薄弱环节，在这个位置很容易就能摧毁大桥，但是，这个心脏设在哪里，只有设计师和个别核心人物知道。
日本投降前夕，穷途末路的日军展开疯狂的破坏活动，他们意图把一切带不走的东西破坏掉。
时任共产党特别行动队队长的杜康突然出现在国民党军统特务头子万汉源的面前，通知他日本人正在前往万汉源的朋友也是重要的交通枢纽铁路大桥的设计者何凤林住处，何凤林的处境现在非常危险，日军要从何的口中掌握铁路大桥的心脏，然后在关键的时刻炸掉它。此时日军已经在何凤林的住处逼何交出铁路大桥的设计图纸，何为了保住大桥，断然拒绝，鬼子以何女儿的性命相威胁。万汉源带人赶到，双方展开激烈的战斗，何凤祥夫妇壮烈牺牲。鬼子支援部队不断赶到，万汉源陷入险境，危机时刻杜康带人赶到，机智的救出了何丽还帮助万汉源摆脱了日军的包围，杜康对何丽的营救也在少女的心扉种下了爱情的种子。
穷凶极恶的日军虽然没有找到大桥的图纸，还是孤注一掷的要炸掉大桥。满载炸药的卡车驶向大桥，万汉源带人欲在中途摧毁卡车，在日军强大的火力下，万汉源带去的人伤亡惨重，万汉源也负伤在身，危急时刻以杜康为首的共产党人再次赶到击退了日军，救出了危在旦夕的万汉源。可是他们却没能阻止卡车开上大桥，炸药被引爆，巨大的爆炸让杜康与万汉源都陷入绝望之中，爆炸平息，令人惊喜的是，坚固的大桥竟然安然无恙。
杜康把何丽送到了新四军的控制区，临别时告诉何丽，她的父亲并没有死，万汉源才是她的亲生父亲……
六年后，也就是一九五○年中华人民共和国成立之初，解放军团长周川转业到汉江市任公安局长，周川刚到矿药厂就发生爆炸，造成严重的伤亡。案情重大引起中原局高度重视，急调杜康和侦察员常亮前往汉江支援，并成立破案小组，杜康任组长，局长周川和原局长现任公安局副局长的张文明任副组长。在去往汉江的轮船上，杜康遇到了刚从卫校刚毕业分配到汉江人民医院的女护士何丽，杜康隐约感觉到这就是他多年前救下的军统特务万汉源的女儿，何丽对杜康也有似曾相识的感觉。
爆炸现场活下来的唯一证人突然蹊跷的死去；废弃多年房门紧锁的太平间投射出鬼魅的灯光；汉江市的原军统头子万汉源在解放之日人蒸发间；黑衣人夜入公安局向杜康投出锋利的匕首，特务的电波不断发向台岛……特务的活动越来越猖獗，事件真相扑朔迷离。
通过警员王长泰（原伪警官）的调查，杜康得知万汉源因抢劫罪被抓进了监狱，杜康敏锐的觉察到万汉源是解开迷团的钥匙，同时，现任汉江市特务头子三和尚也在查找万汉源的下落。杜康决定提审万汉源。在审讯过程中，杜康与万汉源展开心理战，一次次的交锋，两人势均力敌。在潜伏特务护士长李水莲的接应下万汉源借就医之机脱逃。万汉源虽已生退隐之心，但是在特务头子三和尚以他女儿何丽的性命的要挟下不得不继续参加特务的破坏活动。
重要犯人逃走，也意味着敌特将展开更猛烈的反动活动。在上级的指示下汉江市成立代号为“太阳纵队”的别动队，誓将潜伏在汉江的特务组织一网打尽。敌我双方展开激烈的斗争，双方内部都有卧底，王长泰行为诡异，看似敌方特务，实为我方卧底，公安局借其特殊身份将其开除，王面对妻子的误解忍受着鄙视，打入了敌特内部。
公安局副局长的未婚妻护士长李水莲对何丽百般刁难，更借她与张的关系频繁进出公安局寻找藏在公安局的铁路大桥图纸，在何丽的帮助下，杜康率先找到了图纸，并逼迫李水莲暴露出特务的嘴脸。虽然李水莲被击毙可是特务依然掌握了大桥心脏的秘密，三和尚组织人前去炸桥，被早有准备的杜康逮个正着，前来炸桥的敌人全军覆没。敌人炸桥的行动，也让杜康意识到公安局内部仍然隐藏着敌人的特务，形势越来越严峻。三和尚和万汉源也开始酝酿一个更大更险恶的阴谋……
