1948年的北平，守城的國(guó)民黨108師副師長(zhǎng)接到密令，要在北平主要的名勝古跡開(kāi)掘地道或暗室，并提前埋裝炸藥，一旦北平失守，就同時(shí)引爆，以使共產(chǎn)黨接收一座死城。此次行動(dòng)的代號(hào)為“X計(jì)劃”。

仁德醫(yī)院的護(hù)士林倩如因曾被青年周伯勛搭救過(guò)對(duì)周伯勛產(chǎn)生了好感，周伯勛稱自己是國(guó)民黨軍醫(yī)，但他的行蹤卻有些詭秘。

林倩如的表弟焦志新(李光潔 飾)是清華建筑系的大學(xué)生，在老師李正亭的帶領(lǐng)下被關(guān)在國(guó)民黨憲兵隊(duì)嚴(yán)格看管的建筑設(shè)計(jì)所內(nèi)日夜趕制有關(guān)北平的文物建筑圖紙，據(jù)說(shuō)是為了戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)時(shí)實(shí)施對(duì)北平重點(diǎn)文物的保護(hù)。但李正亭突然從北平地下黨負(fù)責(zé)人章少川處得知了敵人是以保護(hù)文物為名準(zhǔn)備爆破北平歷史名勝古跡的陰謀，他決心將所有繪制的圖紙藏起來(lái)。李正亭教授為了保護(hù)圖紙不幸受重傷，焦志新帶著老師躲進(jìn)表姐林倩如的醫(yī)院里，李正亭將圖紙鄭重托付給焦志新后即被抓捕，而負(fù)責(zé)追捕他們的正是周伯勛——國(guó)民黨108師的副官。

建筑學(xué)家蘇云軒(趙有亮 飾)是李正亭教授的好友，他的日本妻子秀子(曹翠芬 飾)帶著大女兒蘇小雅剛剛從日本回到北京。蘇小雅畢業(yè)于美國(guó)麻省理工學(xué)院建筑系，蘇云軒希望她將來(lái)能接自己的班。蘇云軒的小女兒蘇小楓酷愛(ài)音樂(lè)，學(xué)習(xí)鋼琴演奏。蘇小雅和蘇小楓姐妹倆的個(gè)性反差極大，姐姐潑辣熱情，妹妹溫柔順和。

周伯勛得到林倩如的信任去焦志新藏身的地方索要圖紙被焦志新偷襲，隨后趕到的憲兵隊(duì)也撲了個(gè)空，108師稽查處處長(zhǎng)侯天柱對(duì)周伯勛起了疑心。

焦志新在危急中將圖紙埋在郊區(qū)河邊，然后找到蘇云軒教授告知了一切，蘇云軒答應(yīng)盡力幫助。焦志新在離開(kāi)蘇家后便遭追捕，他在黑暗的街道上奔跑躲藏著，卻突然被一道明晃晃的車燈逼停在街當(dāng)中，一排憲兵站立在他面前，周伯勛坐在吉普車內(nèi)冷冷地盯著他，兩人在沉默中對(duì)視。