上世纪50年代的某座城市，公安局处长杜永楷和科长汪亮接手了一起谋杀案的调查。受害者是名叫徐秋影的年轻女子，她的尸体被发现时旁边有一颗子弹壳和一枚纽扣。 调查的第一个嫌疑人是教育局干部彭放，因为他和徐秋影曾经有过一段恋情，但后来徐选择了另一位男子。杜永楷和汪亮在彭的私人藏匿处找到了一把手枪，经过检查发现其中缺少一颗子弹。 与此同时，城内开始流传一个代号为p491的特务的存在。彭放被传讯后不久，突然中毒，这引起了杜永楷的注意。在这个时候，另外一个人名叫罗精达浮出水面，原来他就是代号p491的反革命分子。杜永楷发现，当他得知自己的外甥女邱涤凡给彭放下毒的时候，便打算逃避追捕，但在码头被抓住。 罗精达被传讯时，如实供述了徐秋影被杀的经过以及动机，原来……