江苏盐港市，国安局第一支队的队长刘嘉英在地下车库抓获一名嫌犯顾伟。苏晓彤在去报到的路上接到任务，去跟紧目标人物，但在途中因为见义勇为抓小偷，导致跟丢目标。因为任务失败，苏晓彤到达国安局面试时，被刘嘉英认为不合适进入她们第一支队。但是苏晓彤不气馁，而是通过汇报自己观察到的线索，推理出了这次跟踪是队里给自己的测试。对于苏晓彤遗漏的细节，刘嘉英告诉她，目标人物就是自己扮演的。苏晓彤也凭借自己出色的观察力通过考核，并得到了属于她的新名字——黄晨曦。黄晨曦入职第一天，在药军的带领下熟悉了局里环境，马上就投入到工作中。通过之前抓获顾伟的手机中，小队发现了田洋的嫌疑非常大。第一支队的队员开始跟踪田洋，发现他在偷拍潜艇。当队员们接到了控制嫌疑人的任务时，因为被黄晨曦提前冲上前，惊动面对审讯田洋拒不承认，哪怕面对从手机里复原出的图片，也依旧抵赖。直到队员在他家搜查的时候，黄晨曦发现他家里有一台精度达到了军用级别的碎纸机。

众人制定好方案分工合作，整理碎片扫描。一个通宵后，大家有些懈怠，刘嘉英讲了老张坚持二十年找嫌犯的故事以鼓励大家，并带大家见了老张。重获信心的众人继续工作，终于复原出一张银行对账单。黄宇宏和妻子在饭店吃饭，突然一位故人（整容后的车宗轩）上前搭话，黄宇宏想不起对方是谁。在卫生间，黄宇宏与询问对方的身份，却得知自己在海外有个混血女儿。不愿相信的他，回想起当年留学时，他在车宗轩的推荐下租了间房子，并与房东结识。黄宇宏通过特定的小游戏联系车宗轩，被对方要挟，他只得配合。国安局找到了徐文明，通过询问掌握了他与田洋的国内的转账记录，成功让田洋招供。但刘嘉英并不认为此案就这么简单，此时拼出的一张纸有密写，通过技术手段他们复现出一行字。刘嘉英看着熟悉的字迹，发现与自己盯了十年的嫌犯车宗轩的字迹一样。车宗轩曾出卖机密，被纳入侦查视线，但是因为他的突然离境导致调查中断，刘嘉英十年来就想固定他的证据，将他绳之以法。如今他终于出现，但因为田洋对照片的否认，所以猜测他可能整容了。

支队趁车宗轩离开酒店后进屋寻找生物痕迹，但是对方反侦察意识特别强，发现有人跟踪，突然折返。留给屋内队员撤离时间不够，小胖和黄晨曦演戏拖延时间。队员有惊无险撤离。支队通过监听断定他有上线。众人通过跟踪确定了车宗轩的基本信息，就差拿到血样。黄晨曦骑着电动车撞向车宗轩要乘坐的出租车，导致车宗轩受伤，成功采到血样。另一边，黄宇宏将一些资料刻录到光盘上。车宗轩开车时通过多次测哨，怀疑自己被跟踪。

刘嘉英体检被查出疾病，上级让她停止工作。她回到家有些失落，丈夫也发现了她的病情，但她决定继续工作，并说服上级给她十天时间。黄宇宏偷偷拷贝走实验室的资料发给车宗轩。车宗轩将资料交给上线科尔但对方表示仍然不够，科尔逼他冒着暴露的风险继续任务，并给了他新的身份。李孟哲和刘嘉英的老公谈心，说到了刘嘉英的病情。支队在车宗轩新的藏身地点盯梢，另一部分人在盯梢李孟哲。李孟哲感觉自己被盯上了，联系自己的上线，上线让他抢在中情局之前把程瑜弄来。

麦队调查基站查找信息的同时，黄晨曦盯梢李孟哲，但途中路遇一男子街边打女人，她出手相助导致跟丢。黄晨曦也因此挨批，她找刘嘉英去倾诉，被教导后明白了职责的重要性。李孟哲来到卢悦家让她配合自己的工作必须让程瑜出席，不然就把她当年参谍的申请书交给国安局，让她身败名裂。卢悦透露邀请迈克唐纳是关键。车宗轩认为不一定要请唐纳，于是用了别的招。程瑜得知自己的儿子在美国被抓，意识到是车宗轩干的，在报警时昏倒。

黄宇宏拿到钱和新身份，答应了车宗轩的任务。刘嘉英通过对李孟哲的监控怀疑他与卢悦有联系，向上级申请对其侦控。刘嘉英监听到李孟哲和卢悦的对话，确认了猜测，便前往卢悦家问话。但是卢悦并未松口，刘嘉英只得留下电话离开。车宗轩与科尔会面，科尔计划让李孟哲对程瑜下手，再当替死鬼，让黄宇宏偷走资料。接到命令的李孟哲意识到自己成为弃子，内心复杂。卢悦联系刘嘉英承认自己的暗哨身份，并供出李孟哲为台湾军情局特务的身份，交代了其任务目的。上级收到汇报后，下令对程瑜加强保护和抓捕李孟哲。

上级接到情报得知电磁对抗的机密已被泄露，并通知刘嘉英，让她与程瑜确认信息来源。通过文档上的暗记，查到出自黄宇宏的电脑。刘嘉英又得知车宗轩乔装成快递员出门，决定带队去车宗轩最后出现的位置。车宗轩开车载走黄宇宏，并扔掉他的手机。支队通过技术手段发现他们已经逃出盐港市。车宗轩和黄宇宏开到一个郊外弃车而逃。刘嘉英安排众人搜捕，并利用无人机和监控辅助。上级收到报告，之前排查车宗轩上线的身份已经确定，并下达抓捕任务。