'文化大革命'初期,在某科研單位突然發生一起兇殺案,保密室工作人員小黃被暗殺,發射導彈的A--1號燃料也被盜竊。案件發生后,保衛人員在現場發現了倒在地上的正受審查的老公安偵察員劉杰。當要提審他時,發現劉已逃跑。為此,保衛部副部長葛世荃派小黃的丈夫蘇哲去追捕劉杰,隨后又派年輕的偵察員張強作他的助手。張強過去是劉杰的門生,對劉杰的為人和品行很了解,不相信劉杰會是罪犯。蘇哲捉拿劉杰心切,沒想到劉杰同他在一列火車上。劉杰并未逃跑,相反在暗中注意蘇哲同一個'造反派'的女人王莉接上頭后離去,劉杰繼續跟蹤。蘇哲發現劉杰在跟蹤他,向劉杰開槍射擊,槍被劉杰打掉,兩人展開肉搏。這時王莉帶人來支援蘇哲,劉杰被打昏,立刻被蘇哲送入火葬場。在火葬場,劉杰突然醒來,焚尸老工人問明情況后深表同情,便掩護他逃走。劉杰找到洛西市被打倒塌的公安局長王豐年,跟他促膝談心,激起王豐年的革命斗志。張強追上蘇哲,等待分配任務。劉杰用匿名電影通知張強;蘇哲和王莉在勾搭,讓他立刻去逮捕王莉。張強終于弄清殺死小黃、盜走A--1號燃料的是蘇哲。蘇哲乘車南逃,劉杰暗中緊追不舍,被蘇哲發覺。蘇以公安人員身份要求乘務員搜捕劉杰。劉杰被迫躲進廁所天棚上,碰到女扮男裝的魏小明,小明很同情劉杰,決心幫助他。后劉杰遭蘇哲的暗算被推下飛馳著列車。這事被張強發現,立即鳴槍,列車被迫停在微山市車站。微山市公安局長魏子恒這時也接到通緝劉杰命令,立即趕到現場逮捕了他。劉杰同魏子恒是老戰友,他向老魏講明情況,取得魏的幫助,獨自趕到邊境截住了蘇哲。兩人展開了殊死格斗,由于劉杰長途跋涉屢次受傷,被蘇哲打倒在地。機智的劉杰將手銬戴到蘇哲手上,另一端戴在自己手上拖住了蘇哲。這時,魏子恒,張強等公安戰士聞場趕到到抓住了蘇哲,繳獲了敵人盜走了A--1號燃料。但劉杰仍然被葛副部長下令逮捕,他戴著手銬被押上飛機。