杜永楷在字紙簍裡發現一張被撕壞了的徐秋影的相片，它悄悄把它拾起來。杜永楷問彭放晚上到哪兒去了。彭放撒謊說看電影去了……

彭放有重大的殺人嫌疑，但是彭放有槍嗎?恰好，徐秋影的乾姐邱滌凡（張圓飾）來檢舉彭放私藏一支手槍。果然，彭放在轉業時私自留下了一支手槍和五粒子彈，現在只有四粒，槍經過化驗確是殺人的兇器。

根據這些材料，杜永楷確定彭放是殺人兇手，請求上級批准逮捕他。

但是，偵查科長汪亮卻在這些材料中發現了不少疑點。首先，現場並無扭打痕跡，衣服紐扣從何而來?其次，他在徐秋影的日記中發現一個可疑的地址：花園街48號；還發現一個可疑的人，日記中稱他為“死”而復活的人……

與此同時，城內發現了一個代號P491的特務。領導上沒有批准逮捕彭放，並指示杜永楷等同志應充分估計到政治謀殺的可能。

公安局傳訊了彭放（於中義飾）。彭放在傳訊後突然中毒，這是什麼原因呢?

正在這個時候，花園街48號的老看門人（劉儒飾）被齊綠勻領來，他談到“八一五”勝利後這裡曾經住過一個從重慶來的沒有職業但生活很闊氣的人，叫羅精達。據說，解放前這個人就突然病死了。

同時，何彬也向汪亮談到了徐秋影被害前，在江畔食堂不知遇到了什麼人，使她神色大變。而這個人就是徐秋影在日記中稱為“死”而復活的人。

經過看門老人的辨認，證明了邱滌凡就是羅精達的外甥女。邱滌凡在彭放中毒後，就積極拉攏何彬，企圖盜竊我軍戰勤情報，同時，還準備把盜竊來的假情報發到臺灣去。就在這時她被逮捕了。

在審訊中，邱滌凡供認徐秋影是他們殺害的，為了欺騙公安人員，給彭放栽了贓；槍是邱滌凡從彭放那裡盜竊來的，紐扣是她佈置的；彭放中毒是邱滌凡在他的酒瓶中放了毒……

特務分子羅精達（張巨光飾）就是代號P491的反革命分子。

朝鮮戰爭爆發後，他被派到這裡來蒐集我軍的戰勤情報，當他知道邱滌凡被捕後，企圖化妝潛逃，但在輪船碼頭被我公安人員逮捕了。

他們為什麼要殺死徐秋影呢?原來徐秋影在解放前參加過特務組織進行過反革命活動，解放後她雖然不幹了，但卻一直未向政府坦白。

羅精達在江畔食堂遇到她後，就和邱滌凡一起對她進行威脅利誘要她繼續參加反革命活動，但她一再表示不願意再幹。於是，為了滅口，他們把她殺害了。

“徐秋影案件”的真相終於大白了；彭放經過急救傷病好轉，他參加了志願軍出發到朝鮮前線去了。公安人員汪亮等同志又接受了新任務，走向新的戰鬥。

影片是以解放初期在哈爾濱市松花江邊發生的一起兇殺案為主線，描寫一個叫徐秋影的民政局戰勤科科員，在與同事何彬結婚前夜遇害江邊的故事。影片揭露了敵人的殘酷無情和我偵察人員的機智勇敢，這部反映我公安人員在錯綜複雜的案件中擒獲真兇的偵探影片，被評為優秀反特影片；但經過近半個世紀的風雨洗滌，發生在松花江邊上的那宗真實案件，人們發現那是一宗流血的冤案；1987年，最高人民法院同意黑龍江省高院對“徐秋影案件”的原型邵玉魁案件的改判意見，對邵玉魁宣告無罪。

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