在IPSC实战射击赛中，警员庄子维（吴彦祖 饰）打破了赛会纪录，但新纪录很快被香港基金经理关友博（古天乐 饰）改写，后者夺魁。赛后，关友博巧遇蒙面歹徒打劫解款车，解款员被歹徒打死。此时，一个交通警（连凯 饰）路过，被歹徒打伤。为救人，关友博击毙了4名劫匪，并报警。另一歹徒落荒而逃，同时4亿美元债券遭抢。交警获救，护理他的是关有博的女友（蔡卓妍 饰）。因非法持枪伤人，关友博被拘。庄子维审问时发现对方超常冷静。面对检方控诉，关友博沉着应对，结果当庭获释。女上司（李冰冰 饰）接他回家，但他对她的殷勤并不领情。关友博的账户存在资金周转问题，他正想方设法拖延还款时间。庄子维在查案中毫无头绪，于是请教老枪王（方中信 饰），从对话中，他似乎嗅到了关键性的线索……

片方透露，《钱学森》在最初筹拍之时，就经过有关部门特许，查阅大量不为人知的机密档案，剧中呈现的监狱、接待室、审讯室、钱学森办公室...

教育学硕士方丝萦从美国回到了台湾，有意无意间到柏沛文家做起了柏沛文的小女儿柏婷婷的家庭教师。柏沛文家是经营茶叶的世家，10年前他看上了在自己家里当茶场女工的章含烟并娶她为妻，生下了女儿柏婷婷。随后，柏沛文无端怀疑章含烟有外遇，闹得章含烟投了河，柏沛文的妈妈也失踪。一气之下，柏沛文烧掉了“含烟”山庄，事情过后，自己又后悔，经常到焚毁的山庄去找章含烟的亡灵。就是在他又娶了欧爱琳以后也没有断了到山庄寻觅的行为。方丝萦在这非常蹊跷的柏家发现老有个叫简非凡的人监视着自己，却又弄不清他的来历。柏沛文虽然已经双目失明，但是，他总感觉方丝萦很象自己投河的亡妻章含烟，就老想验证自己的感觉。柏和章破镜重圆，这想法让欧爱琳又气又恨。原来简非凡是柏沛文父亲的私生子，受尽了柏沛文妈妈的气，也不能容认柏沛文和章含烟重新找回自己的幸福。他要向柏母复仇，但是见到了柏母已经成为了痴呆，反而自杀。章含烟重又获得了爱情，欧爱琳见此遂出走。

青青与兰兰是一对相依为命的姐妹，孙大生与孙大成是一对相濡以沫的兄弟。 一个雨夜，兰兰在回家途中，被孙大成拐骗诱奸，青青为妹妹所受的伤害痛不欲生，她发誓要找到那个歹徒。淫雨迷迷，晨昏黑夜，她发疯似地在茫茫人海中寻觅，漫无边际，夜以继日…… 案发后，孙大生把弟弟藏在观象山的塔楼上，无尽头的躲藏使孙大成几近癫狂，他整日用望远镜向外窥视度日。塔楼上的亮光引起警探老赵的注意，在他的帮助下，兰兰终于认出了孙大成，仇人相见，青青紧追不舍，在塔楼顶上孙大成的猎枪对准了青青，老赵的枪口却顶住了孙大生，一场人质对人质的较量，爱欲情仇的交错，剑拨弩张……

抗战初期，共产党安排外科医生钱之风通过“假叛变”潜入情报机关。成功打入后，钱之风一面与敌人周旋获取情报，一面与同样潜伏于情报机关中的神秘女子韩彩衣斗智斗勇。阴差阳错之下，两人不得不在敌人眼皮底下假扮夫妻，钱之风也同时发现了韩彩衣的真面目——为重庆工作，却身不由己。既然各为其主，勾心斗角在所难免，然而同为中国人，面对日伪又必须携手并进。一系列惊心动魄的任务，一段刻骨难忘的旅程，一个个动情动心的瞬间，钱之风终于以自己的坚定信仰和无私之爱赢得了韩彩衣的理解和支持。韩彩衣追随钱之风加入了共产党，在此过程中，两人也成为了真正心灵相通的搭档与伴侣。