緊急派遣，武梅專案組趕赴海昌。
在海昌附近的某片海域，一個蛙人潛入39米深的海底，打開海底光纜，將一個特殊的裝置與光纜上的感應器連接起來;隨即，一束束電子信號快速傳遞出去。此時，境外間諜組織頭目彼得森的臉上露出了興奮的笑容，他宣布針對中國大陸的“水母計劃”已經啟動，并當場委任蛙人——代號“釣魚者”全權負責這一秘密行動，并在海昌建立起長期穩定的海洋信息情報站。
我海昌市國安局偵察員鄭新民受命打入一走私團伙，不料在執行任務過程中突然與國安局失去聯系。情況上報到省國安廳，引起了省廳的高度重視。根據上級的敵情通報，結合海昌的實際情況，李廳長緊急指令武梅組成特別專案組趕赴海昌追查事件真相。
與此同時，由海昌深海研究院研發的“深海之瞳”水下探測器即將隨“探索一號”工作船出海進行水下測試。聞聽此訊，境外間諜組織頭目彼得森緊急指令潛伏在海昌的間諜組織負責人王維韜派人隨船監視，以防止“水母計劃”中潛藏在我海域的情報搜集裝置——“水母”被我“深海之瞳”發現。
此時，海昌的外商——環亞集團總裁蘇查班也找到王維韜，愿意出高價收買“深海之瞳”的研發情報。王維韜暗自慶幸，一手托兩家，里外都是賺。他打算派得力干將蔣巖隨“探索一號”出海，竊取情報。
武梅專案組來到海昌后，搜索隊找到了鄭新民同志失蹤前遺失的手機，電腦奇才龐劍很快便復原了該手機中一張陌生人的照片。根據這一線索，海昌局副局長孫克勤迅速調動全城監控系統，很快鎖定了嫌疑人蔣巖的行蹤，并親自帶隊趕到蔣巖藏身的酒店進行抓捕。
緊急出海，工作船上敵我周旋。
不料，專案組的抓捕行動暴露，蔣巖在同伙宋立的協助下機警逃脫，導致抓捕行動撲了個空。孫克勤懊悔不已，而細心的武梅卻通過蔣巖留在房間里的記事本發現了新的線索。
蔣巖記事本空白頁上一個隱隱約約的數字“21”引起了武梅的注意。在海昌市21日將要舉行的重大活動中，武梅將目光鎖定在即將出海的“探索一號”工作船上，判斷它很可能就是間諜組織的目標。深海研究院鄭伯雄院長對此卻不以為然，孫克勤也暗示武梅不要過于武斷，應注重證據。但武梅堅信自己的判斷，當機立斷，在獲得上級的同意和支持后，臨時指派劉志軍、龐劍隨船出海，一場不期而遇的海上較量就此展開。
一切正如武梅所料。原來，王維韜得知蔣巖已經暴露，臨時指派另一手下干將汪東頂替。汪東利用宋立偽造的登船證順利躲過盤查，登上了“探索一號”工作船。而宋立則獨自駕駛一艘游艇，遠遠跟隨著工作船，隨時為汪東提供遠程技術支持。
汪東在宋立的配合下悄悄潛入“探索一號”實驗室，巧妙地安裝了竊密裝置，打算將“深海之瞳”的測試數據隨時轉發到不遠處的宋立手里。劉志軍與龐劍上船后，分別對可疑目標進行了排查，但一時沒有發現什么有價值的線索。而隨船女記者高曉白的出現，讓事情變得更加撲朔迷離。
撲朔迷離，美女記者身份大白。
偵察員鄭新民的遺體被找到，海昌局里上下悲痛不已。根據烈士遺體口中含著的一把鑰匙，武梅找到了鄭新民出事前在超市儲物柜留下的信息密碼，并推斷出蔣巖的藏身之地。海昌國安局緊急行動，秘密逮捕了蔣巖。武梅從他的手機里發現了偽造的“探索一號”登船證和汪東的照片。武梅突審蔣巖，最終攻破蔣巖的防線。蔣巖方寸大亂，交待鄭新民是被汪東殺害。
確認嫌疑人汪東在“探索一號”工作船上之后，武梅立刻與劉志軍、龐劍取得聯系。幾乎與此同時，劉志軍和龐劍不約而同地察覺到船上有不明信號在傳輸，立即尋找信號源，并指示“深海之瞳”實驗組終止試驗。
經過緊張排查，劉志軍和龐劍成功阻止了汪東的竊密行動。不料在船上搜捕汪東時，女記者高曉白擅闖現場，給搜捕行動增添了混亂，導致汪東搶奪了船上的備用快艇，跳海逃亡，與遠處接應的宋立匯合。
劉志軍懷疑高曉白是嫌疑人的內應，不由分說地把她拷了起來，高曉白激烈抗議，聲稱自己是海昌國安局偵察員，之所以放走汪東，只因自己已在他身上安裝跟蹤器。龐劍啟動船上的雷達，卻被宋立的反雷達裝置干擾，無法進行跟蹤。劉志軍對高曉白的身份更加懷疑，而龐劍卻多了個心眼，悄悄與海昌局聯系，并最終確認了高曉白的真實身份。