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　　在地处中俄边境的满城，中国警方破获了一起武器走私案，与此同时，满城先后发生了两起入室凶杀案。与满城毗邻的俄罗斯阿尔塔州也发生了一起枪杀案，种种迹象表明，中俄两地发生的刑事案具有某种内在的联系。满城公安局在刑警队长铁河的请求下，委派公安局副局长黄剑虹出面主持侦破工作。而在不久前，黄剑虹在海关做缉毒工作的妻子姚芳意外身亡，各种闲言碎语纷至沓来。

　　根据凶杀现场分析的结果，杀人凶手来自俄罗斯，而就在此时，在军火走私案中抓捕的罪犯张志远在狱中畏罪自杀，使唯一可能对案件突破的线索突然中断了。满城公安局征得俄方内务局同意，决定组成专案组跨境前往俄罗斯办案。出发前铁河去医院向已不能说话的老母道别。铁河的弟弟铁龙在俄罗斯做生意，兄弟反目，久无联系，这是母亲心中永远的痛。

　　　以黄剑虹为首的中国侦查组来到阿尔塔，受到俄方的热烈欢迎，并委派刑事部的马科夫副部长和娜佳警官协助侦查工作。黄剑虹、铁河等人分别勘察涅瓦大街枪杀案现场，走街串巷寻找化名为尤里及吴小军的嫌疑犯。一个神秘的女人邀请黃剑虹吃饭，他怎么都没想到对方竟是分手十多年的初恋情人傅菲菲。傅菲菲现在在铁龙的公司就职，与铁龙关系暧昧。中国侦查组在俄罗斯逐一排查疑犯吴小军、尤里一无所获。铁河在一起偶然的爆炸案中嗅出了一点儿蛛丝马迹。

　　铁河的朋友杨成牵线让铁河和铁龙兄弟二人重逢，没想到铁河当场让杨成下不来台，铁龙非常尴尬。黄剑虹私下去地下娱乐场所调查妻子姚芳的死因。因为妻子生前留下的日记中，恰好记录了几个令人疑惑的俄罗斯的地名和人名。看到铁河与铁龙誓不两立，黄剑虹劝说铁河与弟弟铁龙修好，这样对工作有利。马科夫兴奋的告诉中国同行，查到了疑犯吴小军的线索，但是大家没想到事情还没来得及弄清楚，举报人谢尔盖就被吊死了。大家感到吴小军不是孤立的，他的背后很有可能是一个相当有能量的组织。

　　中国专案组了解到在贝加尔湖森林里有一个黑枪市场，黄剑虹决定和翻译邬娜前往调查，试图找出与满城军火走私案相关的线索。铁河主动找到铁龙希望通过他的关系保护黄剑虹。兄弟二人叙说童年往事，恩怨初步化解。这时中俄双方都了解到满城的一起凶杀案中的死者化名赵兴民曾是铁龙公司的成员。铁龙被纳入侦查范围。

　　黄剑虹和邬娜冒险闯入黑枪市场，与枪贩头目展开一番斗智斗勇，但被对方识破警察身份，遭到枪贩的追杀。却意外的得到了傅菲菲和手下伊万的营救。一直关注黄剑虹的铁河，终于放下心来。黄剑虹被接到傅菲菲在湖边的别墅。篝火旁，两个昔日的恋人重叙往昔，无限感慨。傅菲菲也讲述了当年她如何被铁龙胁迫走上亦邪亦正的中俄边境贸易的坎坷之路。黄剑虹和邬娜百思不得其解，他们在黑枪市场的调查过程中是怎么暴露了身份。阿尔塔时报的记者阿寥沙经常出入中俄警方办公室，打探侦破进展情况。

　　　铁河和娜佳从爆炸现场勘察结果中敏感到铁龙有所嫌疑。黄剑虹来到傅菲菲举办的酒会上，他证实与军火走私案有关的那个人是铁龙的副手李友名。中国专案组向马科夫汇报，要求尽快控制李友名。马科夫却认为证据不足，还要申请地方检察官批准。马科夫在家里举办舞会，黄剑虹从马科夫的双胞胎女儿联想到自己的双胞胎女儿，妻子不明的死因仍让他郁郁寡欢。铁河预感到案子牵涉到弟弟铁龙。找到黄剑虹要求退出专案组。铁龙发现傅菲菲单独与黄剑虹约会，大为光火。马科夫最终还是同意抓捕李友名，但李友名因事先得到消息，俄警方的抓捕行动扑了空。

　　在保龄球馆，铁龙和俄罗斯黑社会头目沙沙发生了生意上的争执。黄剑虹和铁河向铁龙问询李友名的下落，铁龙故作不知。铁龙和李友名等人一起外出打猎，面对到手的猎物，铁龙却没有开枪，心情复杂。铁龙斥责李友名背地捣卖军火。使铁龙陷于被动。而李友名拒不交待背后的主谋。铁龙暗示李友名自行了断。新的线索再次中断了。

　　侦查工作再次陷入僵局。在案情分析会上，中俄警方初步判断，军火走私案和中俄一系列杀人案的背后不仅是黑帮之间的火并，可能隐藏着一桩巨大的毒品交易。侦查目标扩大到俄罗斯黑社会头目沙沙。黄剑虹独闯地下毒窝找到戈里高利，终于了解到妻子姚芳是被一个叫“白婆婆”的人杀害的。

　　黄剑虹了解到妻子的死因后，悲愤难当，喝醉了酒，被傅菲菲带到她的住所休息。一直挂念的邬娜找到了一夜未归的黄剑虹。铁龙主动向警方提供了一直在逃的安德列的线索。这时，中方意外得知涅瓦大街凶杀案的幸存者苏醒过来，大家又重新燃起了希望。幸存者在医院险些遭到毒手，俄警方决定将其转院。