1941年冬天，在日本侵略下的北平阴云密布。此时，国民党军统和北平美国海军陆战队商议共同堪称国宝、存放在北京协和医院的5颗北京猿人头骨化石带出北京，暂存美国。军统北平站长蒋诚安排其手下赵运达（天津百货售品所北平分所经理、中共地下党员）协助保护运送人员。当北京美国海军陆战队安排三路人马携带真假头盖骨出城，受到日本军队的追杀。北平日本宪兵队大佐太田得到了手下获得的五颗北京人头盖骨时，却被告知是赝品，太田大发雷霆。太田即时启动了代号为“狼食”的掠夺中国文物的计划，并责成良乡宪兵队中村和别动队队长、汉奸李同完成，他亲自赶到良乡安排中村做好狼食计划，并且告诫中村不要过分迷恋中国文化，特别是迷恋大鼓书。北平地下党负责人、良乡风雅斋书店老板罗化之也被安排追查头盖骨的下落，他与中共地下党员、天津百货售品所北平分所经理赵运达商议如何得到有效线索。此时，赵运达的恋人方依琳被派到北平百货所做会计，在途中却遇到了一个想骗她的古董栓子，不料这一切却被房良县以胡大山为首的土匪“铲帮”的一个弟兄看到，导致双方发生了误会，以为栓子和北平百货所有什么瓜葛，胡大山带领着一帮土匪前去北平百货所房良站闹事。赵运达和方依琳前去解决，双方发生了冲突。之后，就在方依琳到良乡大鼓书院欣赏大鼓书之时，被“铲帮”绑架。赵运达开始设法营救方依琳，并把此事向罗化之汇报，罗化之委托自己的妹妹、大鼓书艺人张翠凤协助解决。
被土匪劫持的方依琳被关押“铲帮”的老窝，铲帮的老三却对方却依琳产生不轨之心，就在他伺机调戏方依琳之际，恰巧被胡大山发现，胡大山阻止了老三这种下三滥的做法。赵运达也在深夜赶到了铲帮的老窝，他在暗中放火，方依琳趁机逃走。而赵运达却也因此与胡大山的妹妹胡兰子不期而遇，胡兰子对赵运达产生了莫名的好感，并未追究他放火的行为。胡大山正在为方依琳的逃走而懊恼，不料自己倾慕的大鼓书艺人张翠凤邀请见面，使他喜出望外。当胡大山和胡兰子来到大鼓书院时，不料却是张翠凤在替方依琳求情，请他放了方依琳，胡大山知道方依琳已经逃走，也就做了顺水人情。当罗化之得知赵运达私自闯入铲帮的营救方依琳的情况后，对他的这种冒失行为进行了批评。而罗化之按计划与一名代号“仙鹤”的地下党接头时，却并没有如期见到来人。他便向在电报局工作的地下党员殷耀东相约在茶馆见面了解情况。但殷耀东却已经被李同的别动队盯上了，就在他刚离开就被日本便衣特务抓捕。北平站长蒋诚召集安排大通银行经理、军统特务叶青和赵运达见面认识，告知他们由美军运送的头盖骨下落不明，要他们合作追查头盖骨的下落。然而，与蒋诚有染的叶青又与别动队长、汉奸李同联系密切，这让蒋诚对他们之间的关系产生了怀疑。
叶青感觉到了蒋诚对自己的怀疑，百般解释之后，老奸巨猾的蒋诚才放下心来，他还暗中授意叶青要利用赵运达，以便将来可以左右逢源。日本华北集团军大将山下给太田来信，指示他立刻启动狼食行动计划，并指明找到北京人头盖骨是“狼食”行动的首要任务。太田指示下属要对各古玩店、协和医院、美国公使馆和考古学家裴文中家中以及相关地区展开搜查，并指派别动队李同协助中村少佐完成此项任务，企图以此行动作为对中国文化控制的开始。中村和李同在接到命令后，共同到周口店调查头盖骨下落。当中村向当地村民打听有关头盖骨的下落时，村民胡大山的父亲竟然说出是自己协助挖出了北京人头盖骨。在被带回良乡宪兵队审问的途中，胡大山的父亲伺机逃跑，但被李同追杀在北平百货分所良乡站的后院。悲愤至极的胡大山、胡兰子和铲帮弟兄误认为这与赵云达有关，双方的矛盾进一步加深。此时，北平地下党也在积极找寻关于头盖骨的下落，在北平美国公使馆作厨师的中共地下党马富，无意中偷听到关于头盖骨的线索，并把这一情报藏于木鱼之中交给清远法师。罗化之也到北平与在协和医院工作的地下党焦进山接头，并潜入被日军严密把守的协和医院试图发现线索。然而，就在这个时候，被日军抓捕的殷耀东禁不住严刑逼供而叛变。
方依琳独自回到天津，她暗中到了绸布庄，绸布庄的老板秘密告诉她目前的任务就是要寻找头盖骨，并且尽快与代号为“白云”的中共地下党取得联系。日军已经开始全面实施“狼食”行动，并着重对房良县进行搜查，以求获得北京人头盖骨的线索。此时，掌握到头盖骨情报的马富把情报藏在了一个木鱼中，并交给了云居寺的清远法师。不料马富的行踪也被敌人所察觉，受到了别动队的围捕，他受伤被捕后送到了协和医院进行抢救。当马富发现在协和医院工作的焦进山是自己的同志后，就把取得情报的联系方式告诉了焦进山，然而马富却不幸牺牲。得知情报的焦进山迅速把此事向罗化之作了汇报。罗化之去清远法师处取到木鱼后，马上与殷耀东在茶馆接头，但此时他并不知道殷耀东已经叛变。当他发觉殷耀东的举动有些反常后，就以改天再见面为由设法逃脱，但他只拿了藏有一半情报的木鱼槌，木鱼身却被殷耀东抢到。罗化之在逃离中遭到围捕而来敌人的枪击，不幸中枪身亡，临终前把木鱼槌交给了前来营救的赵运达，并让他尽快与代号“仙鹤”的地下党接头。良乡宪兵队中村少佐命人把罗化之的尸体挂在良乡城门楼以示警告。张翠凤得到哥哥罗化之被杀的消息正痛不欲生，发誓要找出杀害兄长的凶手。胡大山为了张翠凤带领手下兄弟，夜袭良乡城夺回了罗化之的尸体。
李同与叶青会面，并告诉叶青罗化之是中共地下党的情况，叶青也迅速就此事找赵运达打探。此时的方依琳也以秘密身份往返与天津和北平，赵运达对方依琳的独自活动的行为产生了怀疑。而放依琳在接到上级的指示后，按照约定与“白云”接头，但前来的人是在协和医院工作的焦进山，焦进山告诉她真正的“白云”是已经牺牲了的风雅斋书店的老板罗化之，焦进山告诉方依琳现在他们和上级组织失去了联系，并指示她暂时不要有任何举动。这时，在良乡的中村也在从殷耀东那里打探各种情况，并要求殷耀东一定要找到藏有另外半份情报的木鱼槌。同时，在狼食行动的大搜查中，太田对北平百货售品一直不与日军合作的行为产生了怀疑，他派李同的行动队要时刻监视赵运达的行动，而太田的下属也传来消息，说已经在秦皇岛找到曾经带走头盖骨的美国人弗利，但是并无所获，太田因此判断北京人头盖骨可能仍在北平。就在这个时候，铲帮也打探到了是李同杀害了胡大山的父亲，胡大山得知消息后带领二宝和妹妹胡兰子一帮人进北平城寻找李同。不料在百货所附近与监视赵运达的李同的别动队相遭遇，双方发生了激烈的枪战，胡兰子不幸中弹受伤，落荒中她被赵运达营救藏匿在百货所院内。李同给别动队下令要立刻搜查北平的各家医院，看是否有受枪伤的女子。
李同的别动队误以为与他们交火的铲帮与共产党有关，借此在北平城进行大肆搜捕，不少无辜女子被抓。然而，别动队在北平的行动却被叶青发现，叶青向李同打探到底发生了什么，李同告诉她是可能与共产党发生了交火。赵运达在城里想为胡兰子要寻找合适的医院，但是看到这种大搜捕的情形也之好回家。无奈中，赵运达把胡兰子受伤的情况告诉了方依琳，两人商议如何救助胡兰子，方依琳想到了在协和医院的工作的焦进山，就前往协和医院请求焦进山的帮助。正当夜晚方依琳带着焦进山前往百货所之际，却被途中回家的叶青发现，叶青尾随而至，恰巧看到了焦进山正在给胡兰子手术。叶青质问赵运达为什么窝藏共产党，赵运达解释胡兰子只是土匪妹妹，和共产党无关，他救胡兰子正是为了获取关于头盖骨的情报，这稍稍打消了叶青的怀疑。手术后的胡兰子就躲在百货所内养伤，受到了赵运达和方依琳的精心照料，胡兰子对之前他们之间的误解也渐有消除。四处找寻胡兰子的胡大山此时心急如焚，他的手下无意中发现了隐藏于百货所内的胡兰子，并强行闯入从百货所将她带走。此后，叶青通过李同认识了殷耀东，要与他进行地下情报的买卖。但殷耀东与叶青的频繁接触引起了中村的怀疑，他暗中设计让已无利用价值的殷耀东去找到藏有另外半个情报的木鱼槌。
中村安排下属河野想办法放出风去，让人们知道殷耀东是持有半个情报的叛徒，之后预计共产党要设法铲除殷耀东，他们藉此也可以发现潜藏的共产党人和另外的半份情报，河野马上安排李同去办理此事。方依琳和殷耀东同时在报纸上看到了一则消息，暗示殷耀东和罗化之的死有关系。看到这则消息后，殷耀东猜测到这可能是中村暗中使用的计谋，他对日军也产生了怒意。方依琳、焦进山和张翠凤根据此也判断殷耀东可能已经叛变。赵运达此时也利用一台报废的电台，用计谋靠近殷耀东，并用利益诱惑殷上钩，但多疑的殷耀东并没有马上答应。本来已经逐渐痊愈的胡兰子想让哥哥去感谢赵运达和焦进山的救命之恩，可胡大山在城里却了解到赵运达和殷耀东的有不少来往，这下让他误以为赵运达就是个不折不扣的汉奸。当张翠凤得知是殷耀东出卖了自己的兄长时，悲愤之极的她想要亲手铲除这个叛徒。她与贴身丫鬟红梅计划接近殷耀东，并在茶馆杀死殷耀东，可是由于红梅的紧张却让计划没有成功实施。就在北平地下党多方力量都在设法接近殷耀东的同时，焦进山收到了地下党的指示，让他去良乡大鼓书院。焦进山独自赶到良乡，终于与张翠凤接上了头，他也得知原来张翠凤是罗化之的妹妹，并把头盖骨隐藏在木鱼的情况告诉了张翠凤，并告诫她要学会遵守党的组织纪律。
拿着木鱼槌的赵运达在家中反复琢磨写在上面“吐金碧”的三个字，但他始终不明白这上面的文字到底是什么意思，他也在想办法四处寻找另外半个情报。李同也在与叶青秘密接触，李同告诉叶青焦进山一定是个不简单的人物，他只是听命于叶青的指令才没有对焦进山下手。叶青也出于对自己利益的考虑，警告李同不要把有关情报轻易报告中村。此时，中村却在四处撒网，放出风来要高价收买关于头盖骨的情报，但是太田认为这种方法太过愚蠢，明确表示反对中村的做法。当叶青找李同确认中村放出来的消息是否属实时，李同却告诉她这是一个阴谋。从方依琳那里得知情况的焦进山迅速找到张翠凤，让她密切关注此事，并再次告诫她要严守纪律，不要轻举妄动。然而，张翠凤却在私下里执意按照自己的想法行事，并让人告诉殷耀东在城西小校场见面交换情报，殷耀东把此事报告了中村。中村派手下进行了布置。同时，张翠凤又约到胡大山和胡兰子，希望他能在小校场协助绑架殷耀东，胡兰子无意间把这一消息透露给了赵运达。热闹的小校场人山人海，化装成乞丐的张翠凤混迹于人群之中，殷耀东并未辨认出她来。张翠凤在佯装交换情报时将殷耀东刺伤，一场激烈的枪战在小校场展开了。胡大山等人遭到了日本军队的围攻，赵运达就及时赶到，解救了铲帮兄弟，不想这反而引起了胡大山对他的怀疑。
尽管赵运达在小校场及时解围了胡大山等人，但他却对赵运达从天而降式的神奇充满了怀疑。然而，在对赵运达有着好感的妹妹胡兰子的百般解释和劝说下，为了表达救命之恩和进一步证实自己的想法，义气豪爽的胡大山还是同意设宴感谢赵运达，宴席期间胡大山有意盘问赵运达的底细和到小校场的目的，赵运达也机智地应付了过去。受了伤的殷耀东住进了协和医院，叶青在李同的安排下前往探视，她以各种理由利诱殷耀东，并试图收买殷耀东手中持有的半个情报。就在此时，日军加强了对头盖骨下落的搜查力度，天皇特派员藤田也来到了北平见到了太田，负责督察“狼食”行动的进展，然而太田对此并不高兴，并秘密安排人员到秦皇岛一带搜寻头盖骨的下落。太田的上司山下大将专门给他来电，告诫他要注意处理好与藤田的关系。藤田到达北京的消息也传到了军统那里，北平站蒋诚召集赵运达和叶青要严密注视藤田的动向。张翠凤正要把获取殷耀东的情报前往协和医院交给了焦进山，不料却无意中看到了在此住院养伤的殷耀东，她和焦进山决定借机除掉殷耀东，然而却因中村到来的探视而行动未果。此时，方依琳前往拜访头盖骨发现者、考古学家裴文中，却被监视裴文中的日军所抓捕。在狱中的方依琳被日军严刑拷打，追问她去拜访裴文中是不是与北京人头盖骨有关。
铲帮的老三迷恋上了赌博，沉迷于此的他落入了叶青设下的圈套。在叶青的威逼利诱下，老三答应了为叶青搜集关于胡大山的情报。山下大将也在此时途径北平，并向太田了解“狼食”行动的进展情况，同时知道了太田与藤田之间存在着极大的矛盾，他还派他的外甥小野辅佐太田的工作。被关押在日军监狱的方依琳，藤田直接对方依琳进行严刑拷问，但是日军毫无所获。在押审中，小野发现了方依琳是他在美国留学时的同学，也是他曾经追求的对象。小野在藤田和太田面前介绍了他与方依琳之前留学的事情，并为方依琳百般辩解，但藤田认为凡事接触过北京人头盖骨和裴文中的都有巨大嫌疑，都是他要审查的对象。老三受叶青的指使，把方依琳被日军抓捕的消息告诉了胡大山，胡大山决定回报帮助营救方依琳来回报赵运达。就在胡大山带领着几个兄弟来到北平百货所来确认此事时，却被告知他被日本宪兵队所通缉的消息，他们被围困在了已经戒严了的北平城里。而李同也接到了太田的命令，不仅要加紧布控尽早抓住胡大山，还要加紧寻找在良乡的古墓群。此时，赵运达也在动员各方力量设法营救方依琳，并设法通过李同向太田求情。狡猾的太田同意释放方依琳，但却以此要求北平百货售品所放弃一直不售卖日货的原则，开始与日军合作出售日货，赵运达在无奈中只好同意。
