1971年夏天的一个夜晚，在江陵市医化所助理陈小小的实验室内，助手张秀秀突然死亡。市公安局侦查科冯科长，率人立即赶赴现场，刚毕业的侦察员李安也在其中。此案很快了结：张秀秀因与陈小小吵架而服毒自杀，陈小小以逼人致死罪被判刑20年。1978年的一天，已成为公安战线骨干的李安，不顾长途办案的劳累，参加了未婚夫路沙的论文获奖大会。在这喜庆的日子里，路沙却满腹惆怅、思绪万千，勾起对往事的回忆。7年前，陈小小和路沙原是一对恋人，获奖论文的初稿凝结着他们共同的心血。如今他获得了荣誉，而在事业上曾给他帮助和鼓励的陈小小却成了罪犯，他不由得拿出同陈小小的合影看着、想着，心烦意乱地信步来到江边。这时，李安来到路家，偶然发现了他们的合影，意外的发现搅乱了她的心，她含怨来到江边寻找路沙。路沙对于李安的质问，感到十分内疚，想当初在他对生活失去信心时，李安抚慰了他那颗受伤的心，于是他向她担露了心中的一切。当路沙讲述了陈小小出事前的一些情况后，敏感的李安发现了不少疑点。但是，为情敌翻案，需要拿出真正的勇气。此时，李安想起父亲曾对她说过：人要追求真实的生活。对事业的忠诚，对人民的责任感，都促使她下定决心。此时，陈小小案件因牵涉到一起重大案件，局长正要复查，李安提供的情况对案情的侦破起了推动作用。她得到局长的信任，踏上复查的征程。李安到农场后，对陈小小进行了审问，可陈小小对她提出的疑点却矢口否认，也不提及路沙。经过调查，李安理解了陈小小。原来，陈小小几年来为自己的案件申诉多次，而每次都以诬陷好人被驳回。几经折磨，使她的身心一再遭到摧残，对有些问题她自己已无法说清了。这次李安的到来，提到了一些她只对路沙说过的话，更使她怕恐不安。李安感到要真正打动陈小小的心，只有用真诚的心去换取。这时，农场场长秘密下令赶走李安，并要将陈小小禁闭起来。看来，幕后者就要登台，她俩的安全受到了威胁。为打开陈小小的心扉，李安只有在爱情方面做出牺牲，以唤起她对生活的希望。当陈小小得知路沙仍在思念她时，鼓起了生活的勇气，把埋藏在心底的话全部倾吐出来。真相终于大白了，原来陈小小的老师、路沙的舅舅康亦秋，是诬陷陈小小的真正罪犯。7年前，康亦秋在职秘密研制一种杀人药物R4，被陈小小发现了。为了灭口，他害死张秀秀，嫁祸于陈小小。在这次侦破中，李安机智地逮捕了四人帮的爪牙、农场场长的后台、指使康亦秋研制R4毒品的人，也就是自己的顶头上司冯科长。
