1949年夏秋之交，新中国的开国大典即将举行，在刚刚解放不久的边防重镇——丹城，国民党特务活动猖獗，妄图在我立足未稳，内忧外患之际颠覆新生的红色政权。 侦察英雄徐程冬刚从前线凯旋，便奉命来到丹城市公安局，全面负责特务清查工作。 师长贺群山的女儿贺芝圆暗恋着徐程冬，贺群山的老战友——即将担任丹城市市长的高平也觉得二人是天生一对。 不料，刚刚进入丹城，车队即遭匪徒伏击，公安局长贺群山牺牲，临终前将女儿贺芝圆托付给徐程冬。 徐程冬内心非常矛盾，因为早在上海担任地下联络员的时候，他与假扮夫妻的葛茵红已经产生了爱情。只是由于革命工作需要，两人天各一方，失去了音讯…… 为了不辜负师长的临终嘱托，为了照顾孤苦伶仃的芝圆，徐程冬终于答应了这门亲事。他全情投入侦察工作之中，暂时忘却了内心情感的折磨。 谁知造化弄人，就在徐程冬和贺芝圆准备完婚之际，徐程冬昔日的恋人葛茵红竟意外出现，并再次成为他的战友，协助他开展特务秘密自首工作。 天真的芝圆完全蒙在鼓里，她成天沉浸在即将成为新娘的幸福中，完全不知道徐程冬和葛茵红内心的酸楚…… 葛茵红让徐程冬忘掉彼此先前的感情，好好去爱芝圆。徐程冬最后一次拥抱了她…… 新婚之夜，徐程冬悲喜交加，喝得酩酊大醉，被特务谢博天等人伺机绑架。敌人对徐程冬严刑拷打，威逼他交出自首特务的名单，并向性格脆弱的贺芝圆揭开了徐程冬和葛茵红刻意隐瞒的感情秘密。 这期间，数名已自首的特务连连被杀，一个代号“七仙”的特务头子忽隐忽现，操纵着丹城特务的破坏性动。 数日后， 遍体鳞伤的徐程冬和贺芝圆在山林中被人发现。贺芝圆终因伤势过重不治身亡，临终前留下遗言，死后决不让徐程冬为自己送行。 芝圆临终的表现令人百思不得其解，徐程冬被怀疑为出卖情报的叛徒，调离了侦察科。 钱明涛接替徐程冬的职位继续特务调查工作，一系列事件的相继发生也使得葛茵红对徐程冬的信任产生了动摇。 在调查的过程中，钱明涛邂逅了貌似单纯，实为隐藏特务的骆春忆，二人各怀心思，却逐渐萌生爱意。骆春忆的母亲叶淑珍在早年已失一女，害怕钱明涛的近距离接触会招致春忆的杀身之祸，百般阻挠二人。 葛茵红利用自己丰富的侦察经验，成功截获了特务发送的电波，让她吃惊的是，藏着特务秘密电台的屋子里竟然走出自己失散多年的母亲和姐姐。 …… 而徐程冬为了洗清自己的冤屈，更为了挖出隐藏在公安系统的特务，冲破外界的重重压力，独自秘密调查着一切可疑的蛛丝马迹。 垂死挣扎的“七仙”下达密令，要在开国大典前夕采取破坏丹城的大行动，隐藏的特务加快了破坏行动的进程。 徐程冬如何洗清冤屈？隐蔽最深的特务“七仙”究竟是谁？敌人的破坏行动是否得逞？一系列扑朔迷离的事件让敌我双方的斗争陷入重重迷雾之中……
古城谍影同主演影片作品