解放初期，重庆。一位老更夫（王枫饰）在阁楼里发明了一双可以移动的绣花鞋，但在惊人的时刻，他被人袭击了。侦察科长沈兰（颜世魁饰）在侦察任务中创作了一幅油画，这让他回忆起了一年前发生的事情：他接到任务去搞弹药，偶然救了敌军工总管林南轩（史进饰）的女儿林晶（庞敏饰），并得知林南轩手上有关于敌方炸毁山城的C-3计划的信息。为了报答救命之恩，他决定假扮成救命恩人的身份混入林家，窃取计划。沈兰的聪明才智赢得了林家全家人的信任，他成功获取了保险柜的钥匙，但在即将得手的时候，却因为某种原因放弃了。重庆解放前夕，林南轩逃亡并最终自杀，C-3计划仍然下落不明，沈兰和他的助手朱玉雯（吴竞饰）并不气馁，通过与群众的交流，他们最终找到了设计C-3方案的工程师江漓帆（章杰饰）......