飛機上的保密單位高級研究員因涉嫌出賣國家情報遭監(jiān)控，在突發(fā)腦水腫死亡后，國安部門啟動代號"金魚缸"行動。偵查員沈亢（孫紅雷飾）受命假扮死者弟弟王浩，與航空公司的空姐李小晚（傅晶飾）建立單線聯(lián)系。隨著境外間諜組織"飛鳥"的逐步現(xiàn)身，沈亢發(fā)現(xiàn)該情報網(wǎng)竟與軍方新型雷達(dá)系統(tǒng)研發(fā)資料泄露案相關(guān)。兩人在執(zhí)行任務(wù)過程中漸生情愫，但李小晚始終不知王浩真實身份。當(dāng)境外間諜頭目"藍(lán)鯨"要求進行最終情報交易時，沈亢面臨暴露風(fēng)險。在國安部門的精密部署下，通過手機信號定位成功鎖定跨國犯罪集團核心成員，最終在虹橋機場完成收網(wǎng)行動。案件偵破后，李小晚因涉及國家機密被調(diào)離原崗位，與沈亢在機場安檢口完成最后告別。