1948年的北平，守城的國民黨108師副師長接到密令，要在北平主要的名勝古跡附近全部開掘地道暗室，并提前埋裝炸藥，北平一旦失守，同時引爆……此次行動的代號為Ｘ計劃。仁德醫(yī)院的護士林倩茹在上夜班路上遇到流氓，關(guān)鍵時刻被青年周伯勛搭救，二人互生好感。林倩茹的表弟焦志新是清華建筑系的大學(xué)生，在老師李正亭的帶領(lǐng)下被國民黨關(guān)在建筑設(shè)計所內(nèi)日夜趕制有關(guān)北平的文物建筑圖紙。李正亭突然從地下黨負責(zé)人章少川處得知了敵人準(zhǔn)備爆破北平歷史名勝古跡的陰謀，他決心將所有繪制的圖紙藏起來。李正亭教授為了保護圖紙不幸犧牲，臨終前將圖紙托付給焦志新。建筑學(xué)家蘇云軒是李正亭的好友，他的日本妻子秀子帶著大女兒蘇雅剛剛從日本回到北京。蘇云軒的小女兒蘇小楓是個鋼琴演奏家。?焦志新在危急中將圖紙埋在郊區(qū)河邊，然后找到蘇云軒并告知了一切，蘇云軒答應(yīng)盡力幫助他。焦志新在離開蘇家后便遭追捕，沒想到帶人逮捕他的竟是周伯勛--國民黨108師的副官……
日本關(guān)東軍的佐藤是國民黨108師的俘虜，Ｘ計劃中已經(jīng)開掘出的部分地道就是由他負責(zé)實施的。他要求回國并把他的名字從戰(zhàn)俘的名單中消除，108師稽查處處長侯天柱很快答應(yīng)了，條件是他能將焦志新藏匿的圖紙找回來。周伯勛在侯天柱的監(jiān)督下對焦志新執(zhí)行槍決，他一槍命中焦志新，侯天柱露出滿意的笑容。夜里下起了瓢潑大雨，奄奄一息的焦志新被雨水澆醒，他艱難地爬出了刑場……佐藤果然履約將圖紙送回，侯天柱大喜。蘇家姐妹隱約感覺到了父母之間的不和，秀子在女兒面前掩飾著心中的痛苦，她惟一可以訴說的對象就是蘇云軒的好朋友、教堂神父馬約翰。?焦志新終于死里逃生，他醒后的第一件事就是去尋找他埋放的圖紙，但圖紙已經(jīng)不在了，他冒著危險找到蘇云軒詢問，蘇云軒卻告訴他從來沒去取過圖紙。焦志新一直暗戀著表姐林倩茹，想到追殺并對自己執(zhí)行槍決的仇人周伯勛這時可能正和倩茹打得火熱，他決定報仇。在一個酒會上，他對周伯勛行刺，周伯勛在倒下的一剎那扣動了扳機……
焦志新被警察追捕，陪同母親來參加酒會的蘇小雅救了他。第二天全城戒嚴(yán)進行大搜捕，章少川緊急安排將焦志新送往解放區(qū)。蘇云軒好朋友的兒子史仲良一直在公司里給蘇云軒當(dāng)助手，他喜歡蘇小雅并主動追求。蘇云軒夫妻的關(guān)系越來越緊張，兩人之間終于爆發(fā)了激烈的爭吵，秀子一氣之下決定回日本，蘇云軒并未阻攔。很快，傳來了秀子所乘坐的客輪出事的消息，小雅在遇難者名單中見到了母親的名字，悲痛欲絕。在林倩茹的精心護理下，周伯勛終于蘇醒。?侯天柱到醫(yī)院看望周伯勛，告訴周伯勛將在報上刊登他不治身亡的消息，目的是讓周改名換姓后潛伏下來。周伯勛于是更名為馮秉堃。佐藤以美國中央情報局遠東分部少校諜報組長的面目返回北平，開了一家私人診所，公開身份是牙醫(yī)。全國解放，已變身為醫(yī)藥貿(mào)易公司經(jīng)理的周伯勛與林倩茹在教堂舉辦了簡單的婚禮。?身著軍服的焦志新回到北京，他報到的單位是北京市公安局偵查處，而章少川已成為北京市公安局的副局長……