长平市113所正在研制有关导弹的K2绝密项目。来113所视察的导弹专家沈老乘坐的飞机因油箱漏油险些发生事故，经国安战士邱枫等侦察分析，这是人为破坏造成的。A国情报机关派来特务银剑与国内潜伏特务魁子接头，被国安战士捕获。国安监测人员又截获了发往国外的有关K2的情报，发报人X先生是一个身份一直不明，潜伏极深的老牌特务。围绕着K2项目，一场谍战拉开序幕。

经过审讯，银剑承认自己的任务是暗杀沈老，行动受魁子指挥。魁子交代了自己在公园长椅下安置了信箱，邱枫立即派人监视公园长椅，等待取信人。海外AG情报站收到X先生关于K2的密电，站长西摩尔欣喜若狂。K2研制已基本完成，实战演习在即。国安厅葛厅长下令限期破案，以保演习安全。国安处长邱枫压力很大，夜以继日忙于工作，忽略了与妻子廖云帆的情感交流，婚姻触礁。

廖云帆的父亲廖鹏退休前是市委副秘书长，妻子杏林早年去世，廖鹏经常约着渔友在海边垂钓消磨时光。廖云帆是113所K2项目负责人崔教授的首席助理，因与邱枫分居，心中寂寞上网聊天时结识了网友“鹰”。日夜监视公园长椅的王辉和莫言，发现了一个男人将长椅下的“信箱”取走。经跟踪侦察找到了取信人陈玉山的住址及网址。大家弄不明白陈玉山的这个“长平娱乐在线”的作用。

“取信人”陈玉山蛰伏不动，网址上也没有新线索，X先生只在网上短暂的出现了一会儿，还没等国安人员锁定目标就消失了，但K2实战演习的消息却已经到了AG情报站。廖云帆终于与邱枫离婚了。崔教授的夫人介绍她认识了飞行员赵志强。AG情报站接到代号“阿强”的间谍发回的述职报告：已按即定方针接近目标廖云帆。陈玉山终于要行动了，但立即被日夜监视的国安人员拿下。

陈玉山在审讯中死不张口，但他网址里的一条消息引起国安人员王辉和吴茗的注意。经分析，这是西摩尔发来的行动信号。不久，一名日本游客的行李中发现了软性雷达检测仪。邱枫决定不动声色，放长线。赵志强对云帆紧追不舍，邱枫怀疑赵志强是冲着K2而来的，派人跟踪调查，惹恼了廖云帆。交通大学信息中心的网站登载了一篇暗示K2的文章，国安人员到校内了解有关学生情况，得知是一名喜好国防的学生从别的网站转抄的。

吴茗和王辉经过调查分析追踪，终于找到了泄露国防机密的文章出处——长平娱乐在线。代号“变色龙”的2号间谍和其它几名嫌疑分子陆续入境，被国安人员一一监控。这些人入境的目的是什么？陈玉山的任务是什么？X先生到底是谁？谜团一个又一个，而K2的演习一天天临近。吴茗的弟弟吴洋在113所保卫部门工作，稀松懈怠，当他得知自己不是父母亲生的消息后吵闹着要去东南亚找母亲。

邱枫怀疑X先生是113所内部人员，于是去113所一一排查。吴茗意外发现频繁登录“长平娱乐在线”的“飘洋过海”竟然是弟弟吴洋。此时吴洋已经偷拿了家里的钱登上飞往东南亚的飞机了。国安人员巧施计策，代号“眼罩”的陈玉山终于交代了针对K2的“无边海峡”行动计划。陈玉山交代：如果今天下午6点西摩尔仍不能收到他平安到达的信号，则会启动第二套方案。此时已是下午5点多了。

下午6点整，西摩尔收到陈玉山平安抵达的信号：落叶归根，倦鸟回巢。入境间谍中唯一认识陈玉山的“变色龙”被邱枫击毙，其余间谍仍在国安的严密监控中。吴茗因吴洋的“特嫌”问题只能做些阶段性的工作，心中十分苦闷。113所的民用项目转让谈判中，廖云帆结识了朗诺公司的首席代表林子豪。林子豪曾在商场将廖云帆走失的女儿妞妞送回来。这次一见面，双方都很有好感，除了工作接触，生活中也相互接近起来。

林子豪温文尔雅，谈吐风趣，对云帆关怀备至，体贴入微。云帆有意冷落飞行员赵志强，但赵志强并不气馁，仍想尽一切办法讨好云帆。针对陈玉山的弱点国安人员做了大量的工作，陈玉山提供了所知的情报并同意潜回AG情报站做反间谍工作。廖云帆即将参加K2实战演习，可父亲廖鹏的腰病又犯了，只好把女儿托付给邱枫，邱枫在繁忙的工作之余，尽心照顾女儿妞妞，父女情深。

K2演习提前进行。云帆在实战现场忙碌着，邱枫也为实战的安全保卫工作忙碌着，在这紧张而关键的时刻，妞妞发烧被送进医院，邱枫虽然着急但以为不过是感冒，把她托付给老师和大夫照料。谁知妞妞得的是急性脑膜炎，等云帆和邱枫赶到医院时孩子已病故。X先生发向AG情报站的密电被国安人员截获，竟然是一般人不能提前知道的演习提前的消息。陈玉山结束了培训被我方派遣回到西摩尔手下。

云帆失去了女儿悲痛欲绝，认为邱枫没尽到看护责任。云帆的父亲廖鹏老泪纵横，也埋怨邱枫为国安工作失去女儿不值得。林子豪给了悲伤而孤独的云帆百般关爱，云帆对他感激而依赖，并在一次上网时无意中发现无话不谈的网友“鹰”竟然是林子豪。吴洋为寻母来到了泛比亚，既无人关心帮助，又无生活来源，跌落到社会最底层，受尽屈辱。邱枫发现113所的临时工白秋全竟然逃脱了国安人员的视线，下令严查他的一切。

调查白秋全的事刚有些眉目就被国安厅葛厅长制止了。吴洋为生活所迫做起了皮肉生意。西摩尔的干将钱伯进得知吴洋曾在113所工作过，设计将他拉下水。113所的电脑出了点问题，云帆忙着调试核对数据时，林子豪来电话说不舒服，云帆为照顾林子豪违反所里规定，将电脑带回家工作。所里领导知道了这件事严厉地批评了她。

林子豪要回国述职，与云帆恋恋不舍。云帆的电脑被人动了手脚，好在113所的电脑都加了安全保护装置，没有泄密。所里查问云帆，云帆坚持说除自己以外没人动过电脑，只是曾送去修理过。X先生密电：K2导弹部队的军官匡学明因探亲逾期受了处分，闹情绪呢。西摩尔对这个人很感兴趣。钱伯进操纵吴洋干了许多违心的事，吴洋很不满但却无可奈何。

电脑维修商否认修理过这台电脑，邱枫意识到云帆和修理商有一个在说谎。匡学明的老婆程雨开了一家小药店，正为供货渠道不畅而烦恼，前来买药的林子豪为她提供了优惠的货源，程雨感激不尽。云帆意识到是林子豪动了自己的电脑，回家后厉声责问他，没想到林子豪承认自己是间谍，并说自己深爱着云帆，绝不会害她，劝云帆与他合作搞到K2的资料，然后一同远走高飞。电脑的事使邱枫对云帆身边的林子豪产生了怀疑。

云帆的父亲廖鹏仍然经常在海边和形形色色的朋友们一起钓鱼。一次邱枫碰到廖鹏，爷俩边吃饭廖鹏边劝邱枫离开国安，已经妻离女亡了，还不为自己打算一下？并说自己想开了，准备到国外旅游。吴茗与王辉去东南亚寻找吴洋并侦察他与AG情报站的关系。吴洋找到了母亲马丽娜，但他们都落入了钱伯进的魔掌，为救母亲，吴洋只得加入间谍组织。云帆虽爱林子豪但拒绝为他提供K2的情报。

程雨落入林子豪的圈套，林子豪逼她拖丈夫匡学明下水，程雨被逼无奈准备自尽，被跟踪林子豪的云帆救下。云帆感到自己一人很难承担这一切，找到了邱枫。邱枫要云帆配合他们的工作，以便放长线，钓出X先生。至于程雨和匡学明的事儿，邱枫让云帆放心，一切由他们处理。西摩尔准备充分利用吴洋在113所工作过的有利条件，先是对他进行了特工培训，又给他做了整容手术。

国安战士李越假扮匡学明与林子豪见了面儿。飞行员赵志强看到云帆与林子豪出双入对，退出了竞争。西摩尔得到云帆提供的有关K2的情报，认为价值不大，指令林子豪充分利用云帆从113所窃取K2的全部资料。手术将吴洋变成了女人，他被派回国内接应林子豪将K2的资料传递出去。陈玉山将吴洋的行踪报告了国安。吴洋的母亲马丽娜被钱伯进杀害，为稳定吴洋的情绪，X先生不得以给吴洋打了电话。

云帆按林子豪的周密计划复制了K2的核心机密，交给了前来接应的吴洋，林子豪在繁华的夜市里向A国文化参赞传递情报时被严密监视他们活动的国安战士一并擒获。钱伯进觉察吴洋可能有变，尾随他到国内，以便监视他。吴洋见到钱伯进举枪便射，钱伯进身亡，吴洋也受了重伤，临死前他对姐姐表达了自己的悔恨，并告诉吴茗，给林子豪的光盘是空的，另外自己手机里X先生的录音可帮助她们找到X先生。

经过技术处理，伪装后的X先生的声音被还原了，邱枫又巧妙地得到了X先生的指纹，和日常生活中的声音进行比对后，潜伏多年的X先生终于露出了狐狸尾巴。认清了X先生的真实面目后，邱枫心里没有喜悦，只有沉痛，他不愿相信这是真的。西摩尔不知X先生的处境，还认为这是取胜的一线希望，是手中的王牌，一厢情愿地给X先生下达了最后的命令。

在准备好退路之后，X先生亲自出马，去完成西摩尔的任务：炸毁测绘站，以延迟K2项目成功的时间，以使A国同等水平的导弹研究走在我国前面。邱枫等国安战士粉碎了他们的美梦。被捕后X先生沉痛地回顾了自己一步步滑向深渊的经过，等待他的将是人民的审判。林子豪终于明白是云帆亲手将他送入监牢。云帆比他想的要坚强得多，在国家利益和爱情之间，她选择了前者。