1948年的北平，守城的國民黨108師副師長接到密令，要在北平主要的名勝古跡附近全部開掘地道暗室，并提前埋裝炸藥，北平一旦失守，同時引爆……此次行動的代號為Ｘ計劃。仁德醫院的護士林倩茹在上夜班路上遇到流氓，關鍵時刻被青年周伯勛搭救，二人互生好感。林倩茹的表弟焦志新是清華建筑系的大學生，在老師李正亭的帶領下被國民黨關在建筑設計所內日夜趕制有關北平的文物建筑圖紙。李正亭突然從地下黨負責人章少川處得知了敵人準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。李正亭教授為了保護圖紙不幸犧牲，臨終前將圖紙托付給焦志新。建筑學家蘇云軒是李正亭的好友，他的日本妻子秀子帶著大女兒蘇雅剛剛從日本回到北京。蘇云軒的小女兒蘇小楓是個鋼琴演奏家。 焦志新在危急中將圖紙埋在郊區河邊，然后找到蘇云軒并告知了一切，蘇云軒答應盡力幫助他。焦志新在離開蘇家后便遭追捕，沒想到帶人逮捕他的竟是周伯勛--國民黨108師的副官……