1949年的秋日，开国大典礼炮声在京城上空回荡，清查特务的工作正紧锣密鼓地展开。土刀唐胡同中，刚接管旧警察局的年轻所长肖大力正在维护群众游行秩序时，偶遇熟悉兵器的教书匠冯静波，这一幕引起了他的怀疑。为了查明冯静波的身份，肖大力搬进了土刀胡同十五号院，与冯静波成为了邻居。冯的真实身份是国民党的潜伏特务，代号为“5182”。他受命执行任务时被击伤，临终前只吐出几个字“5182”，这引起了肖大力的怀疑。为查清情况，肖大胆进行旁敲侧击，设法接近冯静波。大眉子，一名曾是妓院使唤丫头的大胆女子，在夜校扫盲班上爱慕上了才华横溢的冯老师，并暗中帮助他处理家务。在一次偶然的机会下，肖大力发现从冯家传出了一首特务间联络用的乐曲《展览会上的图画》，这也让他更加确定了冯的身份。但为了掩护自己，冯静波请大力保媒娶大眉子为妻。尽管如此，肖大力依旧不放过任何线索，对冯展开了持续不断的调查。在一次偶然的机会中，大眉子发现了冯静波的委任状，并偷偷将其烧毁。四十年后，经历了种种变故与磨难的肖大力重新回到了警界岗位上。他依然坚守着那份执著，不断观察并试图揭开冯静波的身份真相。此时，昔日给冯发委任状的“四阎王”已成为海外合作项目的投资者，这令冯感到困惑不解。而肖大力的坚韧和执着也使他深刻认识到了共产党的伟大，并最终选择自首，向当年的敌人求得宽恕。在女儿的陪伴下，他终于踏上了正道。
