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全29集
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即将退休的陈雷检察长来到松嫩调查旧案，却发现40年前的一声枪响，留下了两枚弹头。陈雷陷入回忆……上世纪五十年代初，烈士遗孤陈雷留苏归来，回到家乡松嫩。回国当晚，红星剧院被特务安放了炸弹，陈雷假称自己会排爆，与松嫩市检察长赵元普来到剧院，协助好友公安局刑侦科长张旭成成功排除了炸弹，并与自己阔别四年的女友京剧名伶丁绣文重逢。二人倾诉别离之情，商议结婚事宜。但因诸多事由，两个人同时也对他们的婚姻忧心忡忡。
陈雷不顾条件的艰苦，来到松嫩检察署工作，上班没几天，就向检察长表达了想与丁绣文结婚的愿望。考虑到与陈雷死去的父亲是老战友，赵元普默许了他的请求，提出要见见丁绣文。检察署成立三周年，陈雷提议让京剧团来署里进行慰问演出，得到赵元普同意。演出当晚，绣文在唱《锁麟囊》时突然晕倒，她的反常引起了赵元普的猜疑。陈雷为了安慰丁绣文，正式向检察署递交了结婚报告。赵元普收下报告，按组织程序对丁绣文的历史进行外部调查。
赵元普发现丁绣文在解放前曾经为国民党特务唱过堂会，为不影响陈雷的政治前途，他秘密约见丁绣文，表达了反对两人结合的态度。陈雷询问赵元普的决定，被告知不能结婚，两人发生争执。丁绣文要求组织重新审查自己的历史，给出一个正确的结论，但未能如愿。绣文十分沮丧，准备离开松嫩去上海。瞒着陈雷订好了去上海的车票。陈雷来到剧院，发现绣文已经不辞而别，心急如焚的陈雷赶到车站，追回了绣文。因结婚报告得不到批准，陈雷请求调离检察署。
为不影响陈雷的前途，丁绣文决定再次离开松嫩。她与赵元普见面，希望能在国庆前夕调开陈雷，以便她顺利前往上海。赵元普安排陈雷去王家屯查案，遭到陈雷拒绝。丁绣文含泪说服陈雷安心工作，表示永远不会离开陈雷。剧团进行国庆演出，周幼芳为争演主角，与丁绣文发生口角，丁绣文表示，自己只唱一场就离开松嫩。陈雷发现一件积案存在疑点。为澄清案情，陈雷耽误了回松嫩的行程。汇演当晚，丁绣文结束演出后，在剧院外中弹身亡。
王家屯积案顺利告破，陈雷赶回松嫩。张旭成告知丁绣文的死讯，陈雷悲痛欲绝。公安局的调查工作陷入困境。因丁绣文解放前为特务唱过堂会，局里决定对丁绣文的社会关系进行调查。陈雷整理绣文遗物，碰见来搜查的张旭成，两人发生冲突，张旭成告诉陈雷，现在最重要的是还绣文清白。市委成立联合调查组。陈雷加入，以检察员的身份，提前介入案件。案件排查过程中，周幼芳和丈夫肖光华引起调查组的怀疑。
肖光华的舅舅曾经是国民党高官，解放后逃离大陆。离开大陆前，他留下了一把手枪，肖光华一直没有上交。某晚，肖光华因害怕公安局发现手枪，想转移手枪，被妻子周幼芳察觉。听了丈夫的解释后，两人一起去丢枪，不料在路上被巡逻队抓获。经过调查，公安局认定肖光华有重大做案嫌疑。因妻子周幼芳有孕在身，为避免连累妻子，肖光华违心地承认了自己是枪杀丁绣文的特务。
张旭成将作案枪支送检。经省公安厅鉴定，枪弹痕迹不符。陈雷要求重做鉴定。张旭成重做鉴定。因枪弹保管人员失误，第二次的结果为枪弹相符。但因此酿成错案，肖光华被判无期。周幼芳怀孕待产，在医院受到刁难。通过陈雷的帮助，周幼芳顺利生下了孩子。……时光流转，经过努力，陈雷找到了丁绣文失散多年的妹妹绣鹃。检察署改署为院，绣鹃来到松嫩看望陈雷和张旭成。张旭成对绣鹃产生好感。
赵元普的女儿赵妍大学毕业回到松嫩，分配在组织部档案室工作。赵妍与同学聚会，邀陈雷一起前往，在莫斯科餐厅，陈雷看见了在餐厅做勤杂工的周幼芳。周幼芳在丈夫判刑后，与孩子在铁路边租了一间房子，靠做临时工度日，生活困窘。一次因去监狱看望肖光华，耽误了工作，被经理开除。档案室主任靳玉生追求赵妍，赵妍不堪其扰，在莫斯科餐厅将他狠狠捉弄了一番，并声称陈雷是自己的男朋友。
赵妍爱上了陈雷，想方设法接近陈雷。陈雷始终无法忘怀丁绣文，有意躲避赵妍。为刺激陈雷，赵妍假装接受了靳玉生的戒指。陈雷知道后，来到组织部，和靳玉生发生争执。陈雷察觉到赵妍的爱，要求参与日本战犯的审理，借此避开赵妍。赵妍闻讯后赶到陈雷宿舍，发现门缝里夹着一封信。陈雷不辞而别，到达抚顺战犯管理所。陈雷接受了审理战犯露木清张的任务。在工作之初，陈雷经历了数次挫折。陈雷耐心地寻找露木的突破点。
政府允许日本战犯通信，陈雷希望能帮助露木与家人建立联系，赵妍来看望陈雷，无意中透露她认识一位日本教授。在陈雷的恳求下，赵妍答应委托教授，寻找露木的亲人。周幼芳在粮站遭到粮站主任的侮辱。周幼芳来到监狱，发现丈夫肖光华已经转狱，并给她留下了一张离婚书。邻居王大妈同情周幼芳，给公安局写了封反映信，为帮助周幼芳解决生活困难，张旭成在抚恤金发放名册加上了周幼芳的名字。
