1958 年，新生的祖国百废待兴，核潜艇理论基础研究的“水滴工程”步入最为关键的节点。旅居海外的爱国核技术专家安文山，一心归国效力，然而在即将踏上归程之际，却不幸被敌特分子掌控。危急关头，他将珍贵的研究资料托付给了数学博士计丹阳，期望他能将资料顺利带回祖国。

台湾军情部门获知了这一消息，迅速派遣一个特别行动小组赶赴香港，企图拦截计丹阳。

公安部当机立断，派出精锐干警前往香港护送计丹阳回国，此次行动代号为“鹊桥行动”。干警们乘坐威尔逊号游轮向香港进发，距目的地仅剩三十分钟时，他们个个神情肃穆，严阵以待。

游轮终于抵达港口，计丹阳刚一出舱门，就瞧见一个戴着藏青色鸭舌帽的男人举着写有他姓名的牌子。可他清楚地记得，安文山说过接他的人应戴黑色鸭舌帽，他瞬间意识到情况不对，不动声色地从那男人身旁走过。谁知，那男人竟突然喊出他的名字，计丹阳果断否认自己是对方要等的人。

就在这时，计丹阳看到不远处站着那个举着他姓名牌、戴着黑色鸭舌帽的接头人。他刚要上前相认，一辆救护车却如疾风般驶来，车上的人试图抓走计丹阳。紧急时刻，接头的同志开枪反击，双方瞬间展开激烈交火，街道上顿时陷入一片混乱，人们惊慌失措，四散奔逃，计丹阳趁机逃离现场。

由于首次接头失败，计丹阳依照安文山的嘱咐，前往酒店大堂进行第二次接头。八点半前，他带着资料来到大堂，前来接头的是一个女人。女人准确说出接头暗号，还轻声提醒计丹阳注意安全，告知他酒店里埋伏了众多特务。计丹阳深感危机四伏，对这个女人的话深信不疑。

公安部干警庞红梅主动邀请计丹阳跳舞，那女人毫不犹豫地拉着计丹阳步入舞池，想趁乱带他离开酒店，却被庞红梅坚决阻拦。庞红梅表明自己是奉命前来接应计丹阳的联络人，却不料被人用枪抵住后背。趁此机会，那女人带着计丹阳匆匆逃走。

庞红梅将威胁她的敌特分子打晕后，赶忙去追计丹阳，可惜为时已晚。那女人把计丹阳带到 606 房间，佯装失手将一杯水洒在计丹阳的公文包上，包里的笔记本掉落在地，女人迅速拿起仔细翻看。计丹阳顿时警觉起来，毕竟安文山再三叮嘱他，在踏上国土之前，绝不能将资料交给任何人。女人发现笔记本里并非资料，便逼计丹阳交出真正的资料，计丹阳只得承认资料放在房间里，女人向他索要房间钥匙后离开。

计丹阳见女人上当，打算趁机逃走，却被化妆成酒店服务员的庞红梅当场抓获。庞红梅连连解释，在码头接头的外围人员不慎暴露，刚才那个女人是台湾特务。计丹阳本就满心疑惑，此刻更是如坠云雾之中。庞红梅郑重发誓，定会用生命守护他以及他带来的资料。

那个女特务拿到资料返回 606 房间，却发现计丹阳不见踪影，她立刻召集同伙四处搜寻。庞红梅和女特务再度狭路相逢，女特务用枪顶住计丹阳的头进行威胁，庞红梅无奈放下枪。此时，计丹阳终于明白庞红梅才是真正的接头人，他将枪踢给庞红梅，女特务开枪打伤庞红梅，庞红梅则掩护计丹阳逃走。

天空骤然下起瓢泼大雨，计丹阳一口气狂奔出很远。他将方才发生的事细细梳理了一遍，庞红梅随后找到他，并带他来到临时安置点。计丹阳帮庞红梅包扎伤口，庞红梅宽慰他不要着急，再想办法找回资料。其实，计丹阳给女特务的笔记本是假的，他事先已将安文山的研究数据藏在了楼道里的柜子里，在逃出时，他成功将资料取走。

次日清晨，庞红梅护送计丹阳前往罗湖闸口，整个过程需三十分钟。公安部楚部长和局长早早等在对岸，密切留意着庞红梅和计丹阳的一举一动。他们距离顺利通关仅剩五分钟。女特务拿着计丹阳的照片找到罗湖口岸的外籍探长，对其软硬兼施，探长下令关闭闸口。

好在庞红梅和计丹阳顺利通过安检，快步走向对岸。尽管探长下令关闭闸口，但女特务想要阻拦已然来不及。楚部长热情欢迎计丹阳的到来，而计丹阳因这意外的压力，突然失声。楚部长安排庞红梅护送计丹阳前往西川泸门，并调派其他人暗中保护他们。

计丹阳和庞红梅坐上开往泸门的火车，庞红梅暂时保管装着资料的公文包，更是寸步不离地跟着计丹阳，不许他与任何人接触。