1977年，一部电影的上映，却让无数卖冰棍的老太太失了业。
由凌元饰演的女特务于黄氏伪装成卖冰棍的商贩，潜伏几十年，她心狠手辣，给不少观众留下心理阴影，而这部电影正是1977年上映的经典反特片《黑三角》。
这天深夜，松滨市军工局内两个身影闪过，他们用照相机拍下机密文件“110人防工程”，两人的行动惊动了警方，一番交战后，一名特务被当场捉获，但他拒不交代另外一名特务的行踪。
事后，公安机关截获并破译了特务发给境外敌人的密报，洪局长认为密报上提到的“货”极有可能是“110”号工程文件，为了防止国家机密泄露，洪局长特意将侦查科科长石岩调回松滨市。
经石岩调查，本市极可能有个潜伏的特务网，这个名叫邢祥的人入境后直奔松滨市，他应该跟“取货”有关。不想打草惊蛇的石岩决定秘密跟踪邢祥，这晚，他亲眼看见邢祥在公交站点的电线杆上留下一张纸条，纸条上有特别标注的黑三角符号，署名的老二应该就是邢祥的代号。
石岩断定这是邢祥与其他特务联络的方式，果不其然，隔天邢祥便前往动物园，他表面上四处闲逛，却在中途休息时从长凳下拿到一个类似钉子的物体，钉子可以拆卸，里面藏有一张单据，根据单据，邢祥前往一家配锁店拿到两把钥匙。
奇怪的是，拿到钥匙的邢祥没有下一步行动，而是买了一张前往佳木斯的火车票，洪局长下令严密监视，他本想放长线钓大鱼，却没想到邢祥竟在火车上遭遇枪杀。
“两把钥匙呢？没有了。明白了，邢祥是来探路的，现在让我们集中力量来搞清那个配钥匙的人吧。”
很显然，邢祥的死是境外敌人用来混淆视听的，洪局长并没有上当，他让石岩着重调查配钥匙的人，经配锁店的老板回忆，配钥匙的是个短发女人，她眼睛大大的，还提着一个红花塑料兜。
为此，石岩向妇联寻求帮助，当提到红花塑料兜时，妇联的刘书记很快想到文化宫的钢琴伴奏于秋兰。
经老板确认，配钥匙的的确就是于秋兰，只不过刘书记打听后，得知钥匙是于秋兰的母亲于黄氏让她去配的，于黄氏本人能说会道，但对女儿于秋兰十分严格，直到于秋兰工作后，她的态度才有所缓和。
敏锐的石岩听后有所察觉，于秋兰很可能只是表层的烟雾弹，她的背后一定还有更阴险的敌人，为了彻查于秋兰及其母亲于黄氏的身份，石岩立刻带人前往于秋兰的老家。
经过走访打听，石岩发现了一个惊天秘密，于秋兰根本不是于黄氏的亲生女儿，1948年，敌人特务机关要派遣一个长期潜伏的特务，他们需要一个小女孩，于是敌人便前往于秋兰老家杀害了她的父母后将她抢走。
“后来，你落到一个女特务手里，她带着你在那年夏天潜伏到咱们松滨市，一直到今天，她就是你现在这个妈于黄氏。”石岩调查后，发现于黄氏正是曾经的特务郎井田的姘头，1949年，郎井田独自一人逃*国亡**外，1965年起销声匿迹，至于于黄氏，她一直潜伏在国内，还伪装成一个卖冰棍的商贩。
如今，石岩确定于黄氏跟窃取机密文件的敌特是一条绳上的蚂蚱，但这样的真相对于秋兰来说无疑是晴天霹雳，对自己有养育之恩的于黄氏竟然是害死全家的仇人，痛苦的同时，于秋兰更是深恶痛绝。
为了配合公安机关，回到家的于秋兰并没有表现出异常情绪，直到这天，她再次收到朋友寄来的画报，画报上有三个可疑的黑三角符号。
意识到不对劲的于秋兰立刻将画报交给公安机关，经过检查，其中一个黑三角里竟然隐藏一张人脸照片，而他正是1965年便销声匿迹的特务郎井田。
消失多年的郎井田再次出现，石岩断定他就是境外敌人派来的“取货人”，潜伏在本地的“货主”只有见到郎井田才会交货。
“现在的困难是，境外的敌人只有知道了这张照片真正到了货主手里，才有可能派他来。”洪局长对此犯了难，而一旁的石岩已经想出对策，或许只有打进敌人内部，才能确保机密文件不被敌人拿走。
就这样，石岩让技术人员将画报中郎井田的人像换成自己的，画报被于秋兰带回，于黄氏果然只带走了标有三个黑三角的纸条。
隔天，于黄氏像往常一样在公园卖冰棍，很快，出租车司机孙福前来，他买了一根冰棍，里面夹着纸条，回到家后，孙福确认了黑三角中的人像。
第二天清晨，他将车停在公园，又将一盒白猫香烟摆在显眼的位置，两声鸣笛后，一旁下象棋的中年男人抬头张望，而他正是窃取机密文件的敌特，代号“猫头鹰”。
猫头鹰接收到孙福传达的消息，他立刻靠近于黄氏将一枚刻有黑三角的硬币交给她，确认信息完毕，于黄氏命令孙福向国外传达消息，如此一来，境外敌人才让郎井田偷渡来到中国。
“当你拿到这样一个扇坠的时候，你必须在当天下午四点钟到古炮台区，有人在那等你。谁？我的猫头鹰。”
收到任务的郎井田立刻行动，另一边，通过跟踪孙福，警方发现他的表带上标有三个黑三角符号，这极可能是他跟郎井田接头的暗号。
石岩也在表带上画上相同的符号，他故意接近孙福，当看到石岩跟黑三角里隐藏的人像长相相同时，没有丝毫疑心的孙福留下了纸条，石岩也因此前往殡仪馆拿到一枚扇坠。
扇坠本应是特务郎井田与盗走110号机密文件的猫头鹰交易时的信物，如今终于落到石岩手中，可石岩却不知，于黄氏一直藏在角落暗中观察着一切，取走扇坠的并非郎井田，她也因此断定计划已经泄露。
这晚，于黄氏立刻跟郎井田碰头商量对策，郎井田决定先石岩一步找到猫头鹰拿到文件，但在此之前，于黄氏要先处理身边的“尾巴”。
隔天，于黄氏在冰棍上加入毒药，她趁机交给孙福，而孙福也因此毒发身亡，与此同时，回到家的于黄氏又在水中掺入毒药，本想借此机会毒死女儿于秋兰，却没想到自己的诡计早已被于秋兰识破，她偷偷调换了解药，并告诉警方提前埋伏在此。
于黄氏被捕后拒不交代猫头鹰的位置，她表情猖狂，可石岩丝毫不慌，自从郎井田偷渡到国内，公安人员一直在秘密监视，此刻，郎井田正赶往古炮台区，也就是说，猫头鹰一定也在那里。
就这样，石岩立刻带人前往古炮台，但他并没有打草惊蛇，而是打算坐山观虎斗，果不其然，等郎井田发现洞内的猫头鹰时，他连忙上前对暗号，但当猫头鹰亮出扇子上的扇坠时，郎井田却犯了难，他想要解释，可猫头鹰太过谨慎。
情急之下，郎井田直接上前抢夺，两人发生争斗，等他们两败俱伤之时，石岩终于现身，他一把夺过猫头鹰手中的铜蟾蜍，随后发现这是一枚定时*弹炸**，而机密文件的胶片就在*弹炸**里。
眼看*弹炸**快要爆炸，石岩将它塞入猫头鹰的口袋，果然，猫头鹰慌了神，在公安人员视死如归的眼神下，他最终因贪生怕死主动打开了铜蟾蜍。
敌特懦弱的人性是破获此案的关键点，但也正因有石岩这样的公安人员，才阻止了国家机密文件的泄露，让敌特的丑恶行径暴露无遗。