黑夜，在江心岛，徐秋影被人暗杀了。公安局某处长杜家楷，侦查科长汪亮闻讯后，立即带领公安人员出发到杀人现场进行侦查。在现场上找到一个军服纽扣，一个子弹壳……
现场上找到的纽扣证明是彭放衣服上的，同时，在徐秋影被杀前后有人看到他从江心岛经过。彭放是教育局的干部，徐秋影爱过他。现在徐秋影又爱上了何彬，彭放非常气愤，曾经给徐秋影写过恐吓信。彭放是杜家楷的内弟，杜家楷决定和妻子彭聪一道去看他。彭放刚喝完酒，气色很不好。杜家楷在字纸篓里发现一张被撕坏了的徐秋影的像片，它悄悄把它拾起来。杜家楷问彭放晚上到哪儿去了。彭放撒谎说看电影去了……
彭放有重大的杀人嫌疑，但是彭放有枪吗?恰好，徐秋影的干姐邱涤凡来检举彭放私藏一支手枪。果然，彭放在转业时私自留下了一支手枪和五粒子弹，现在只有四粒，枪经过化验确是杀人的凶器。根据这些材料，杜家楷确定彭放是杀人凶手，请求上级批准逮捕他。但是，侦查科长汪亮却在这些材料中发现了不少疑点。首先，现场并无扭打痕迹，衣服纽扣从何而来?其次，他在徐秋影的日记中发现一个可疑的地址：花园街48号；还发现一个可疑的人，日记中称他为“死”而复活的人……
与此同时，城内发现了一个代号P491的特务。领导上没有批准逮捕彭放，并指示杜家楷等同志应充分估计到政治谋杀的可能。公安局传讯了彭放。彭放在传讯后突然中毒，这是什么原因呢?正在这个时候，花园街48号的老看门人被齐绿匀领来，他谈到“八一五”胜利后这里曾经住过一个从重庆来的没有职业但生活很阔气的人，叫罗精达。据说，解放前这个人就突然病死了。同时，何彬也向汪亮谈到了徐秋影被害前，在江畔食堂不知遇到了什么人，使她神色大变。而这个人就是徐秋影在日记中称为“死”而复活的人。
经过看门老人的辨认，证明了邱涤凡就是罗精达的外甥女。邱涤凡在彭放中毒后，就积极拉拢何彬，企图盗窃我军战勤情报，同时，还准备把盗窃来的假情报发到台湾去。就在这时她被逮捕了。在审讯中，邱涤凡供认徐秋影是他们杀害的，为了欺骗公安人员，给彭放栽了赃；枪是邱涤凡从彭放那里盗窃来的，纽扣是她布置的；彭放中毒是邱涤凡在他的酒瓶中放了毒……
特务分子罗精达就是代号P491的反革命分子。朝鲜战争爆发后，他被派到这里来搜集我军的战勤情报，当他知道邱涤凡被捕后，企图化妆潜逃，但在轮船码头被我公安人员逮捕了。他们为什么要杀死徐秋影呢?原来徐秋影在解放前参加过特务组织进行过反革命活动，解放后她虽然不于了，但却一直未向政府坦白。罗精达在江畔食堂遇到她后，就和邱涤凡一起对她进行威胁利诱要她继续参加反革命活动，但她一再表示不愿意再干。于是，为了灭口，他们把她杀害了。
“徐秋影案件”的真相终于大白了。鼓放经过急救伤病好转，他参加了志愿军出发到朝鲜前线去了。公安人员汪亮等同志又接受了新任务，走向新的战斗。
