上世紀50年代，由于國內外形勢的發展變化，中國自主的核工業計劃正在如火如荼地進行當中。在這樣的背景下，一列來往于首都北京與西北核基地之間的神秘火車承擔起了運送核專家前往核基地的一系列秘密任務。 北京市公安特勤所所長龍飛進入到護送核專家行動組并擔當了第一次運送任務的負責人，漂亮的女乘務員辛紅羽對龍飛一見傾心，然而列車上的四位核專家對國家核武器研發的整體計劃極為關鍵，龍飛責任重大，不敢有絲毫懈怠。龍飛在列車上發現并抓捕了破壞運送核專家任務的犯罪嫌疑人，在突審的當口列車突遇前方鐵軌上的包裹，龍飛帶人急忙趕去，不料列車突然爆炸，四位核專家當場殞命…… 龍飛在案件審查過程中遇到核科學家楊佑亭的女助手謝寶音。 杜明明是別人要給龍飛介紹的女朋友，然而卻在龍飛出差期間與他的同事加好友肖克確定了戀愛關系。在列車鐵軌上發現的包裹被證實為遭到肢解的人體軀干，一系列的碎尸案...