1948年4月30日，中国共产党发布“五一口号”，引起社会各界关注，并积极响应。为阻挠新中国成立，国民党残酷镇压进步青年，暗杀爱国民主人士，一场腥风血雨正在中国的南方蔓延。
以国际知名化学家童江南教授为首，包括专家、学者及科学家等居住在香港的高级知识分子，自然而然成为保密局特务的眼中钉。为能彻底粉碎敌人阴谋，共产党派人前往香港，秘密执行代号为“北斗行动”的任务，确保这些人安全北上至解放区。
1949年1月9日，童江南的研究成果取得重大突破，各界人士前来祝贺，其中不乏准备北上的同志。当晚，大公报副主编涂哲遇害，特务胖子在楼梯处碰到报童虾仔，只是目光凶狠地打量一眼后匆匆下楼。虾仔敲了涂哲的房门，因无人回应又离开，尚未注意从门缝淌出来的鲜血。
次日，苏行在香港码头下船，恰好撞见几个帮会打手欺负虾仔。苏行仗义出手，对打手恩威并施，为虾仔解了围，但虾仔转眼间不见了踪影。原本负责联络童江南的涂哲遇害，一位叫做罗冠英的男人来到童家，声称受涂哲委托前来接应，并表示等十点一到，童江南就可以跟涂哲通话以证实身份。
另一边，警署探长李文博在案发现场搜查，忽然接到童江南的电话，便如实告知涂哲死讯。童江南闻言震惊悲痛，回想与涂哲的最后会面，涂哲曾透露李济深潜离香港已经惹怒了国民党，提醒他要务必小心自身安全，以免招来杀身之祸。
对于童江南来说，老友涂哲的死就像一道晴天霹雳，罗冠英给童江南带来的喜悦，因这个消息而化为乌有。然而涂哲在需要给罗冠英证明身份的时候遇害，实在是太过蹊跷，童江南对罗冠英的身份产生怀疑，同时意识到自己可能已被保密局特务盯上，危机悄然来临。
罗冠英离开童家后，亲自去了昌合贸易公司，并在经理室被人用枪顶住后脑，互通暗号。原来罗冠英并非受涂哲委托，更不是共产党人，其真实身份是保密局中校的特派员，此来香港为稳固香港之局势，特向行动组长党勋琦传达“蜜蜂计划”，欲阻断亲共分子北上之行。
反观苏行在启明书店与党内同志周亚明成功接头，周亚明简单说明了香港局势，二人共同商议后决定分头行动：一方面由周亚明汇报上级，重新建立与童教授的联系；另一方面由苏行化装成邮递员去童江南家表明身份。
童江南致电英华助理处长询问涂哲死因，但对方未能给出明确答复。由于童江南刚被英国王授予男爵爵位，且涂哲是他的挚友，所以英方对此案颇为重视，英华更是要求李文博务必办好这件案子。李文博在调查过程中，发现涂哲生前曾收到恐吓信，推测他极有可能得罪了某位大人物。
党勋琦派阿彪等人监视童江南住所，但负责望风的人因分心看女人而未能发现伪装成邮递员的苏行。尽管苏行是童江南的学生并说明了来意，但由于同一天出现两位自称是共产党的人，童江南感到困惑和不安，最终将苏行拒之门外。
苏行对童江南的决绝态度感到难过和疑惑，也因此再次掀起心底的那道伤疤，意识到想要取得老师的信任将变得更加困难。回到联络站后，苏行独自坐在桌前沉默不语，仔细回想他与童江南的见面细节，怀疑老师可能隐瞒了某些重要信息。
童笙完成实验室工作后返回家中，发现父亲因家中来客而心情不佳。另一边，苏行向周亚明透露了他与童江南师徒关系破裂的缘由。当年在上海震旦大学，苏行与童笙相识相恋，但因肩负组织的潜伏任务，他不得不忍痛提出分手，从此失去了童江南的信任。
原本苏行期望能借此机会消除过去的误会，然而事态远比预想中复杂。苏行推测涂哲的遇害是敌人企图切断他们与童江南的联系，若能捕获凶手，便能证明自己的身份。如今距离组织计划撤离时间仅剩半个月，苏行深知不能再拖延，便立即带人前往涂哲的住处，仔细勘查现场以搜集线索。
巧合的是，苏行再次遇到之前救的虾仔，意外获悉他是涂哲认得干儿子。虾仔听明白苏行等人的来意，讲述自己所看到的一切。案发当天，涂哲打算给虾仔买双新布鞋，交代他晚上来家里取鞋，可惜鞋子尚未交到虾仔手中，涂哲便遭遇不幸。虾仔透露凶手身上有着烧鹅的味道，这对于苏行而言是一个极其重要的线索。
为确保联络站的安全，苏行没有把虾仔带去见周亚明，而是等到第二天，再带着晓静和周亚明前往贫民窟，并根据虾仔的描述，绘制出胖子的画像。与此同时，阿彪等人继续蹲守在童家对面监视，党勋琦和罗冠英前来询问情况，得知有海江大学的人上门拜访。
尽管案件的调查进展缓慢，李文博却有了新的推测，他怀疑涂哲之死与国民党有着错综复杂的联系。此时童家内，民主人士纷纷聚集一堂，童江南向大家透露，涂哲极有可能是共产党的联络人，国民党势力已经渗透到了香港。
除此之外，童江南还提及罗冠英等人的事情，他认为在两人身份未明之前，只能静观其变。在场的民主人士对自身安全感到担忧，内部意见出现了分歧：一方主张暂时搁置北上计划，另一方则坚持应立即回国。李如琛表示，他可以联系内地的朋友，通过货轮帮助大家离开香港。
另一方面，晓静在码头找到王大龙，带着他去见苏行。多年未见的好友重逢，彼此都很是欢喜，周亚明向王大龙强调了这次任务的重要性，并提醒他全力配合苏行在香港的行动，以确保其安全。
李文博和查良杰来到童家，隐晦提醒童江南要小心国民党，使童江南等人面临着复杂的困境，国民党暗杀涂哲使得局势更加扑朔迷离。同一时间，港英政府也开始注意到他们的行动。这一系列的变故，让他们感到举步维艰。
苏行等人兵分几路，拿着胖子的画像，在街头巷尾仔细寻找，就连虾仔都发动伙伴们积极行动。查良杰跟随李文博回到警署后，开始深入剖析涂哲遇害案件，他观察到童江南在案件中的表现颇为反常，由此猜测童江南可能有所隐瞒。李文博对查良杰的推测表示认同，认为他们在调查过程中可能忽略了某些重要环节，决定将调查重点转向国民党方面。
目前童笙等人的实验仍在进行中，由于时间紧迫，他们尚未掌握全部，令童江南倍感焦虑。童江南告诉童笙尽量在香港完成这一课题，否则到了内地就完全来不及，而且实验一旦成功，将大幅提高石油的热能效率，对新中国的工业化进程具有重大意义。
童笙对父亲的焦虑表示理解，但她同时担心港英政府会阻挠他们带走实验成果。为此，童江南提醒女儿要做好资料备份工作，以防万一。两人正商议间，港督助理安妮突然造访学校，并向童江南提供大英政府批准的五万英镑经费，以支持他们的研究，但前提是童江南和研究成果都必须留在香港。
虾仔误入荣记烧鹅店，意外发现凶手竟是店里的厨师。同样胖子忽然想到与虾仔见过面，当即朝他追了过去，吓得他一路狂奔，最终躲在绸布后面，总算是保住了性命。待胖子走后，虾仔才敢冒出头，并在刘记大排档对面的石墙做了记号，以便于联络。
老板见虾仔喝食客剩余的面汤，便端来一屉包子，还给他盛了米粥。而胖子身份暴露被党勋琦知晓，党勋琦生气指责他做这种事不该马虎大意，一旦留下尾巴就会招来祸患，警告他若是敌人不死，他就要死。
周亚明通过记号找到了虾仔，通过对方得知凶手就在烧鹅店。正好苏行等人也赶了过来，周亚明认为凶手已经发现了虾仔，极有可能会选择逃跑，当务之急是要立刻采取行动，及时把胖子抓住。
同一时间，党勋琦喊来女狙击手吴亚男，安排她把追查胖子的共产党都干掉。胖子回到店里遣散店员，刚要带着钱离开，苏行和王大龙就从门外进来，三人立马混打在一起。吴亚男在对面埋伏瞄准，一声枪响吓跑附近百姓，胖子趁乱逃跑。
因为吴亚男还在原地，尤其是处于较高的位置，所以苏行和王大龙不能过于暴露。二人相互配合，一个负责吸引吴亚男的注意，一个锁定吴亚男的位置，可当王大龙找过去，吴亚男早已没了踪影。
李文博等人前往深井一带调查发生枪击案件，对于目击群众进行简单了询问，他一路追查到肥仔的烧鹅店。查良杰在附近发现了子弹壳，李文博打量了几眼，立刻下令对肥仔进行通缉。
苏行想要跟童江南挑明身份，但是遭到周亚明的反对，他认为此时去见童江南一定会引发国民党的注意，不利于接下来展开行动。最终，苏行还是再次以邮递员的身份前往童家，一来是把自己查到的凶手线索告知童江南，二来是想要证明自己的身份。
奈何童江南依旧冷漠相对，苏行表明对童教授和童笙的感情从来没变。阿彪对苏行产生了怀疑，急忙把情况汇报给组长，骑着车尾随他一路，却在胡同的拐角处被王大龙打晕。联络站里，苏行和王大龙、周亚明三人分析特务杀害涂哲的原因，以及他们接下来的行动。
查良杰想不通李文博没有下令逮捕杀肥仔的人，李文博反问他是否知晓凶手身份，若是一无所知就得必须找到肥仔才能顺藤摸瓜让案件有突破。罗冠英通过党勋琦得知苏行的存在，便亲自拜访童江南，故意透露凶手的线索，企图争取童江南的信任。童江南依旧是抱有迟疑态度，罗冠英甚至不能急进，表示自己一定会抓住凶手。
当晚，李文博来到夜总会捧林诗曼的场，发现庄老板就坐在对面的包厢里。因为林诗曼出场较晚，惹得庄老板有些不满，手下当众怒斥大骂，经理急忙过来说好话。很快林诗曼从后台出来跟庄老板赔笑，而李文博趁着林诗曼在后台化妆，主动过来找她说着油嘴滑舌的话，倒是很讨女孩子欢心。李文博毫不掩饰对林诗曼的喜欢，想要约她演出结束后喝一杯，林诗曼却没有直接回复，两人间充斥着调情暧昧气氛。