《终极证据》讲述了一名叫周强的男子坠楼身亡，刑侦大队对此案展开调查，随着案情深入，一件件让队长冯涛等人大感意外的线索逐一出现。死者周强竟是警方卧底，打入犯罪集团的他死因可疑，其妻在事发之日竟然意外出现，而同为卧底的姜南身份相当可疑。究竟是谁杀死了周强，“绝密档案”隐藏着怎样的秘密，关键证物踪迹何在……《终极证据》将以悬念迭出的方式讲述一个突发案件背后的种种疑团。一辆装载着七百万元现金的运钞车被劫，警卫被杀，劫匪逃脱。重案组组长冯涛推算出狡猾劫匪的逃跑路线，带领精干警力将其截住，双方发生枪战，竭力反抗的劫匪最终被一枪击毙，七百万现金全部追回，却被发现竟是假钞。 与此同时，冯涛认出毙命的劫匪竟是他追踪多年的犯罪团伙头目林轩的得力手下。 多年前，冯涛和搭档高海对行踪神秘的林轩进行数次缉拿，却在关键一战中被其逃脱，情同手足的搭档高海也在枪战中牺牲。面对蛰伏多年、重新露面的林轩团伙，冯涛发誓必将其缉拿归案。 重案组团队针对假钞被劫案进行逐步调查，发现这起袭警劫钞的案件，其实是一起案中案。随着案情进展，林轩在幕后进行秘密操控的银行经理浮出水面。但就在重案组即将抓住他的一刻，此人却被他人所杀，林轩的踪迹再次隐匿。 就在冯涛等人陷入调查僵局的时候，一个令人震惊的消息传来：重案组秘密安插到林轩团伙里的卧底警察被杀，而他留给妻子的手机中所拍到的林轩照片，也依旧没能给冯涛最直接的帮助。 冯涛带着同伴继续追踪，成功将林轩所操控的贩毒团伙一网打尽，但谨慎、神秘的林轩却依然没有露面。 在此期间，重案组成员杨志杰对俞岚、何幼君对韩笑在长期的工作中暗生情愫，感情日益浓烈，但对爱情的追求过程却始终一波三折。 随后，冯涛和重案组的同事敏锐地发现本市一个大型能源公司和林轩有关，但最终只是查出了林轩的“替罪羊”。经此几次黑白双方的追踪博弈，林轩的行踪越发谨慎小心，也使得重案组对他的调查一度陷入停滞。 让林轩没有想到的是，抹杀了所有痕迹的他，却因为自己在幕后一手捧红并控制的明星指使替身演员杀人而再次露出马脚，被重案组盯上。但就在冯涛等人通过同时发生的珠宝失窃案对幕后的林轩进行继续追查，受惊的林轩却突然消失，没有了任何的消息，为此，他甚至放弃了巨额珠宝。 面对侦破不力的困局，冯涛颇感沮丧，同伴周大可和简芳等人竭力给他打气，冯涛终于从困顿中走了出来。 与此同时，冯涛当年最好的搭档、因缉拿林轩牺牲的高海的女儿高燕，刚刚从警校毕业，主动找到冯涛，希望能进入重案组，冯涛感慨万千，最终将其带到自己身边，不遗余力地教授她各种技艺，希望她能得偿父亲遗愿。 韩笑因为高燕的到来大为兴奋，频频主动示好，并在生活和工作上对高燕进行无微不至的关心，但这却让何幼君颇为失落。与此同时，杨志杰和俞岚关系一天天变得融洽起来。 为了替父亲报仇，高燕不停地请战，但冯涛却不愿意冒险，只让她跟着周大可和简芳等人学习经验。高燕无奈，只得照办。 另一方面，冯涛自己仍然在执着地挖掘着林轩的踪迹。经过周密的调查，他发现一些被嫌犯用所偷拍到的情色视频要挟的富商，与林轩有关，终于，这些背后的阴谋被冯涛逐一发现，但那些富商却因为担心名誉受损，不肯出来指认林轩和他的团伙，就这样，冯涛再次面临困顿。 冯涛决心加大力度，随后，通过有力的打击，将林轩所控制的一个地下卖淫组织和供人吸毒的酒吧彻底摧毁。林轩由此大为震怒，决心报复冯涛和重案组。 此时，杨志杰鼓起勇气，准备向俞岚求婚。但就在这个时候，俞岚的表妹却失踪了。 就在所有人都认为俞岚表妹的失踪只是单起案件的时候，冯涛却下意识地觉得这次事件与林轩有关，但就在冯涛带着高燕等人即将做出相应侦破之时，俞岚却一意孤行，只身调查此案，被犯罪分子绑架。杨志杰记得发疯，却也束手无措。 最终，根据冯涛的推断和调查，俞岚和她的表妹都被救了出来，林轩所藏身所在的古宅也被发现，但狡猾的林轩却再次逃脱。这时候，一个曾因林轩而堕落的醉汉吸引了冯涛的注意。 同时，一起普通的中学生斗殴致死的案件也让冯涛发现了蛛丝马迹，通过对有重大嫌疑中学生的调查追踪，这名学生的父亲终于被捕归案，他，就是林轩。冯涛终于完成了自己的心愿，告慰了战友高海的在天之灵。
