邵雪(陈钰琪饰)、郑素年(林一饰)、张祁(晏紫东饰)等几名文物修复匠人的孩子,众人从小一同在北京的胡同里长大,经历“非典”疫情、长辈离世、古城拆迁等种种风云,结下了深厚情谊。而随着逐渐长大,众人也因个性的差异选择了截然不同的道路。邵雪受到郑素年母亲的影响,不愿为了爱情放弃未来无限的可能,选择远走他乡;郑素年继承长辈遗志,成为文物修复师,在不朽的文物中感知时间、获取力量;张祁则因为数学天赋提前保送。即使心意相通,但年轻的邵雪和郑素年依然因为各自的追求而分道扬镳。一别经年,他们再次相遇,青春年少时埋下的种子再次破土而出。。犯人黄平安在保外就医的途中杀害了司机,又谋害了一名声称要提供重要线索的线人,一时谜团四起。英俊干练的刑侦队长罗大洛奉命对此案展开了重重调查,刚从警官学校毕业的章子惠带领的女子探组也自告奋勇介入了此案的侦察。
罗大洛一见到漂亮的章子惠就认定她完全不是搞刑侦的材料,但她是上级分派下来的人,还是罗大洛的顶头上司刑侦处长刘留的侄女。这让罗大洛非常为难。因此,他把一些无关痛痒的小案件交给女子探组去办,例如某大款的宝马车丢了轱辘、某家属院经常丢失婴儿衣物等等,坚决不让她们插手黄平安的大案。
倔强自信的章子惠对此非常恼火,但她和女刑警们以一股不服输的劲头和女性特有的细腻,几经曲折,不但顺利解决了罗大洛交办的一批小案件,而且从解决小案件中逐步学会了如何揣摩了解罪犯心理的突破口,为侦破黄平安大案寻找到了重要的线索。
章子惠由崇拜罗大洛而渐渐爱上了他,她多次不顾女孩子的羞涩企图向罗大洛倾吐自己的感情,却被罗大洛冷冷拒绝。随着章子惠的出色工作,更随着胜利的即将到来,罗大洛心中情感的坚冰也在逐渐融化。正当罗大洛准备接受章子惠的爱情的时候,意料不到的事情出现了,重案的侦破却连带让十年的爆炸案水落石出,罗大洛失踪十年的未婚妻贺祥云突然出现。。