法租界內驚現數起難民被殺案，死者皆被活體注射了某種神秘毒劑。不久，幫助于勝男檢驗毒劑成分的化學家遭人滅口，于勝男的實驗室又被炸彈引爆，案情橫生波折，撲朔迷離。鐘朗小組在追查中發現死者都曾入住一家教會收容所，而解開毒劑之謎的關鍵人物竟然是于勝男的父親、一直以叛國罪關押在法租界監獄的著名化學家端木巖。迫不得已中，于勝男求助于父親，端木巖卻三緘其口，導致本已隔閡叢生的父女關系瀕臨破裂。此時，鐘朗小組在不斷的追查中逐漸偵知案情背后隱藏著日本軍方的一個驚天陰謀：在上海灘的一個秘密基地內，日本侵略者正在抓緊研制一種威力驚人的生化毒劑，為大規模侵華戰爭做準備。