上世纪50年代,中国的核工业正在积极发展中,为了促进国家核武器研发,一列从北京运送核专家到西北核基地的神秘火车正密切配合着这一计划。为了保障任务顺利进行,北京市公安特勤所所长龙飞被指派负责护送核专家的任务。在列车上,美丽的女乘务员辛红羽与龙飞相遇,两人一见钟情,然而就在这关键时刻,四位核专家遭遇意外身亡,龙飞的责任更加重大。在调查案件过程中,龙飞结识了核科学家杨佑亭的女助手谢宝音。与此同时,龙飞的好友杜明明也被介绍给他的女朋友肖克。一系列的碎尸案件接连发生,龙飞与谢宝音一起展开调查,最终发现了一个令人震惊的真相……