1945年8月，侵华日军无条件投降的消息，让龙城一片欢腾。但是日方的残余势力并不甘心失败，依然寻找机会，企图东山再起。
中共地下党员佟强劫持一批日方军火，却遭遇国民党军队的暗算身负重伤，临死前托付地下党负责人贺光辉，务必找到一个叫高飞的私家侦探，由他协助调查军火下落。经过多方努力，地下党成员封格格终于在青山监狱找到高飞，而他正在调查军火的唯一知情人——刘远。
除了高飞和中共地下党，龙城驻军司令卢定军、军统特派员沈冰、日军余孽秋田真吉等几方势力也都为刘远展开了激烈的争夺。虽然高飞与沈冰之间有一段剪不断理还乱的旧情，但是各自职责在身，也只能互为敌手。
随着调查的深入，军火的秘密也被逐渐揭开。原来日方在龙城秘密埋藏了一批威力巨大的细菌武器，而这个刘远竟然就是该武器计划的负责人之一。而更加离奇的是，军火库的地址竟然设在十几年前曾经发生过灭门惨案，而至今还传言闹鬼的——顺清王府。
王府地下的军火库设计十分精巧，必须有两把特殊的钥匙同时开启，才能打开大门，不然就会引起剧烈的爆炸，方圆几公里范围都会毁于一旦。
而这两把钥匙，一把在高飞手中，一把在秋田手中。
高飞、地下党与沈冰组成了同盟，而秋田也和卢定军狼狈为奸。在封门村、卧龙山等地，几方势力又展开了一系列的争夺。最终，高飞彻底摧毁了卧龙山下的日军地下基地和0号仓库，消除了龙城的一大隐患。
期间，中共地下党表现出的种种优秀品格，让沈冰心生好感，而高飞与沈冰旧情复燃，也让仰慕他的封格格顿感失落。
秋田在龙城已无立锥之地，只能再次与卢定军联手，协议只要将其送回日本，就将自己的钥匙奉上。
而这时，沈冰也接到军统信使甲先生的密令——伺机除掉高飞和共产党，夺取钥匙，不然就对她的女儿下手。这让沈冰左右为难。
在护送秋田离开的火车上，高飞等人的强力拦击，终于将秋田击毙，但卢定军却趁机抢走两把钥匙。
卢定军最终打开了军火库，封格格为了不让细菌武器落入敌手，奋不顾身冲入乾坤阁陷阱，生死不明。
卢定军得到所有的细菌武器。但由于日本卧底顾明趁机启动了定时爆炸装置，卢定军只能带着最后一车武器离开。高飞沈冰追赶而去。
地下党奋不顾身，将马上就要爆炸的细菌武器运入山洞，避免了更大的伤亡。
在火车上，高飞沈冰与卢定军做最后的殊死搏斗，在火车坠下悬崖之际，卢定军妄图与沈冰同归于尽。沈冰在最后一刻告诉高飞，他们有一个共同的女儿。
事后，高飞根据线索，救出了被抓的女儿，再次踏上了征途。