1958 年，针对核潜艇理论基础研究的“水滴工程”正式展开。
该工程刚启动，就成为了敌特的“眼中钉”。他们针锋相对地制定了代号为“磐石行动”的破坏计划，由特务“雪狼”主持，试图阻挠我方科研任务。公安干警庞红梅（彭小苒 饰）肩负起保护“水滴工程”的重任。在美蒋特务设下的重重障碍中，她成功将从美国归来的爱国科学家计丹阳（刘学义 饰）从敌特手中解救出来，并护送计丹阳抵达泸门市参与“水滴工程”。
“雪狼”并未就此罢休，他集中了潜伏的力量，企图全力破坏“水滴工程”。以庞红梅为代表的公安人员与敌特进行了多次交锋。然而，每当科研到达关键节点时，敌特总是能够先行一步部署破坏计划。“雪狼”究竟是谁？如果找不到“雪狼”，无法彻底铲除残存的敌特，就难以确保“水滴工程”的成功。怀着坚定的革命信仰，庞红梅和同事们在泸门与敌特展开了一场智慧与勇气的生死较量，成功挫败了敌人的阴谋，铲除了残存的敌特，最终确保“水滴工程”取得了预期的成功。
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