莊文杰是青城大學法律系的高材生，今年上大四，他酷愛畫畫，從小受母親影響，尤其喜歡民國大畫家李程一的“睡蓮”，他臨摹過十七次，對這幅畫每一筆畫都爛熟于心。學校美術館舉辦畫展，這幅睡蓮就是展品之一，莊文杰每天去看這幅畫，而且一看就是半個小時。
這一天，莊文杰再次來到美術館，徑直走到那幅畫前，他正在仔細欣賞的時候，美術館突然停電，十八秒之后供電恢復，莊文杰發現眼前的這幅“睡蓮”被人調包。正好保安來巡視，莊文杰立刻向他們報警。
青城公安局刑警隊接到報案，立刻展開縝密調查，刑警隊長羅堅召開案情分析會，警員蘇英詳細分析了案情。1987年這幅“睡蓮”在美國華僑別墅被人偷走后一直下落不明，直到2001年有匿名收藏家把這幅畫捐給博物館。警員對現場腳印進行比對，除了保安就是來參觀學生，沒有發現其他外來人員。
羅堅親自對莊文杰進行詢問，莊文杰明確指出李程一的“睡蓮”是從外向內畫，在葉子將干未干的時候勾勒出葉脈，那幅贗品恰恰相反，而且他發現畫軸偏離原來位置一厘米，莊文杰懷疑有人用四向鉤用贗品換出真品。警員龐大智覺得莊文杰的嫌疑最大，去年，宿舍同學的電腦被盜，之后不久就被還回來，同學們都懷疑莊文杰偷了，這期間只有他進出宿舍，可走廊沒有監控，此事就不了了之，從此以后莊文杰和同學們之間就有了隔閡。龐大智還查到莊文杰的曾祖父和祖父就是有名的大盜，十二年前莊文杰父親莊耀柏和同伙丁生火偷走了名畫“洛神”，莊耀柏在攜畫潛逃過程中汽車失控，連人帶車落入江中，雖然尸體一直沒有找到，警方認定他落水身亡。
技術科對那幅贗品“睡蓮”進行分析，結果發現落款是莊文杰，而且是用隱形墨水寫的，種種跡象都指向莊文杰，苦于沒有確鑿的證據，羅堅只好放莊文杰回去繼續上課。接下來的幾天，羅堅多次帶人到青城大學美術館排查，女朋友林芷悅堅信莊文杰是無辜的，莊文杰不想解釋太多，還對她冷言冷語，林芷悅很納悶。羅堅來找莊文杰，讓他想想最近有什么可疑的人或事，莊文杰清楚地記得放學回家看到窗戶打開了，他不想節外生枝，就向羅堅隱瞞了此事。
羅堅一再表明不會因為莊耀柏是盜竊犯就懷疑莊文杰，提醒他以后小心，不要讓不懷好意的人因為莊耀柏找他的麻煩，羅堅知道莊文杰在父母雙亡以后經歷坎坷，臨走只留下意味深長的一句話----“如果想擺脫黑暗，就要努力讓自己站到有光的一面”。
好朋友胖頭孫聽說莊文杰出事了，就對他噓寒問暖，莊文杰堅信早晚會真相大白。羅堅帶警員廖雙再次來到青城大學，查到美術館天花板的一塊玻璃被動過，正好對著那幅“睡蓮”，警員們就按照莊文杰提供的方法撬開玻璃，用四向鉤把畫偷走。
莊文杰主動來找羅堅，想再次看一看那副贗品，莊文杰發現那幅畫是用投影儀把原畫印在紙上，然后再臨摹而成，贗品顏色和真品幾乎一模一樣。羅堅還把畫家方老師叫到警局，他聞出畫作上有植物顏料許康草的味道，莊文杰認定這是街頭畫師的作品，他們用許康草讓畫作的色彩飽和度更好，并以此為噱頭兜售，方老師對他的分析贊不絕口。
莊文杰無意中看到一個可疑的年輕人在和林芷悅聊天，他心里犯嘀咕。羅堅來找街頭畫師了解情況，打聽到最擅長畫山水風景的是馬三，馬三這兩天接了一個大活沒出攤。羅堅來找馬三，馬三看到羅堅手機里拍攝的那幅“睡蓮‘嚇得掉頭就跑，羅堅不費吹灰之力就把他抓住，馬三交代一個自稱莊文杰的年輕人打電話給他，重金請他臨摹古畫“睡蓮”，特別提出要在畫作上署上“莊文杰”的名字。莊文杰放學回家，他發現門口放的東西紋絲沒動，就放心打開門進屋，沒想到家里來了三個陌生人。
莊文杰面對三個陌生人很鎮靜，猜到上次也是他們偷偷來家里，還故意留下他和母親的合照。來人自稱丁生火，他對此供認不諱，莊文杰斷定丁生火偷走那幅畫然后嫁禍于他，丁生火矢口否認。莊文杰從其他兩人的小動作和習慣推斷出他們作案的分工，苦苦逼問那張照片的來歷，丁生火對他的分析贊不絕口，拜托他幫一個忙，莊文杰堅決不做賊，丁生火一再強調莊文杰是偷盜世家，還把藏在衛生間的年輕人丁偉叫出來，莊文杰一眼就認出他是和林芷悅說話的人，警告他離林芷悅遠一點。
羅堅分析有人想嫁禍莊文杰，派警員調取了馬三的通話記錄，沒想到兩次都是從莊文杰出租屋的座機電話打出來的，羅堅親自趕往莊文杰的出租屋。丁生火把那幅真的“睡蓮”藏在莊文杰的房間，并且透露他打著莊文杰的名義，利用他家的座機電話和馬三聯系臨摹這幅畫，馬三現在已經被抓，刑警隊警察二十分鐘之內就會趕到，丁生火勸莊文杰好好想一想，然后就帶人離開了。
莊文杰在房間里四處翻找，終于在廚房天花板上找到那幅真品，羅堅突然來找他，莊文杰嚇得趕忙把畫放到自己臨摹的那堆畫下面。羅堅在房間里轉了一圈，他想翻看那堆畫，莊文杰趕忙引開他的注意力，羅堅了解到莊文杰那兩次和馬三通話的時間都不在家，一次去攀巖社參加活動，另一次是去買顏料，兩次都有證人可以作證，羅堅向莊文杰要家里的座機電話，莊文杰不知道家里還有座機，就打電話問房東，才知道原來的座機太舊拆除了，可電話接口還在。
羅堅發現莊文杰的房間有煙味，莊文杰謊稱馬桶堵了請人來修，維修工人在家里抽煙，羅堅沒有發現任何異常，只好先離開。莊文杰一早去學校，發現丁偉一直在跟蹤他，他不勝其擾。羅堅中午收到莊文杰打工的名叫巷子口飯店送來的外賣，里面有丁生火他們四個人的畫像，以及那幅真品“睡蓮”，羅堅派廖雙去請方老師辨認真假，派警員們分頭查一下那家外賣平臺，以及畫像上四個人的真實身份。
丁偉主動提出贊助林芷悅籌辦中秋晚會，林芷悅自然求之不得，就和他互留了聯系方式，莊文杰看丁偉走遠，提醒林芷悅不要再理他。羅堅得知莊文杰去過巷子口飯店，而且快遞員直接把外賣送到刑警隊，羅堅派人去叫莊文杰，龐大智很快查到了畫像中四個人的身份，2007年丁生火和莊耀柏聯手偷洛神以后入獄十年，去年剛放出來，雷小飛擅長高層建筑盜竊被判四年，也是去年出獄，王思行向電腦植入木馬盜竊錢財被抓，半年前被釋放，他們三個人在同一監區服刑，丁偉沒有案底暫時沒查到他的身份。
龐大智一口咬定莊文杰是盜竊犯，羅堅分析丁生火，雷小飛和王思行聯手作案，然后嫁禍于莊文杰，羅堅發現“睡蓮”第一次被盜就是莊文杰生日那一天。莊文杰來到廁所，丁偉在那里等候多時，莊文杰情急之下撥通了羅堅的電話，羅堅在電話里聽到丁偉威逼莊文杰和他們合作，丁偉發現不對勁，要查莊文杰的電話，莊文杰在口袋里刪除了記錄，改成聽歌模式。
莊文杰要見丁生火，丁偉就給他戴上面罩，還把他的手機沒收。羅堅派人調取了學校門口的監控，認出丁偉開車帶走了莊文杰，羅堅派人跟蹤那輛車。警員跟蹤丁偉的車來到一家商場的地下車庫，轉眼間就不見了蹤影，在出口蹲守的警員也沒有發現那輛車，羅堅擔心莊文杰有危險，派人查地下車庫的監控，結果一無所獲。
羅堅讓廖雙聯系商場附近的治安聯防，讓他們去地下車庫找那輛車，羅堅發現一輛大貨車從地下車庫開出來，推斷丁偉的車藏在里面，他立刻派人去追那輛大貨車。
果然不出羅堅所料，丁偉把車開進大貨車，然后神不知鬼不覺離開了地下車庫，大貨車開到一間修車行，丁生火已經等候多時，開門見山說明自己的計劃，他想帶人去偷德曜集團的金庫，可金庫戒備森嚴，只有總裁廖德同一人能打開，丁生火事先查到廖德同癡迷收藏古畫和文物，想派莊文杰把那幅“睡蓮”賣給廖德同。莊文杰擔心廖德同不敢收，沒想到丁生火早已經把莊文杰的照片發給廖德同，并且講明他是莊耀柏的兒子，廖德同同意見莊文杰。
丁生火派丁偉去莊文杰家里拿畫，丁偉知道莊文杰把真畫和假畫放在一起，擔心自己拿錯，又害怕落入警方手中，丁生火讓莊文杰陪丁偉一起去拿。丁偉開車帶莊文杰回家，莊文杰看到桌子上的臺布掀起了一個角，猜到羅堅來過，他踩著凳子到天花板上拿出那個箱子，丁偉拿出剪刀偷偷藏在背后。莊文杰拿出畫作確認了一下，丁偉發現只有一幅畫，拿出剪刀威脅恐嚇莊文杰，莊文杰毫不畏懼，搬出丁生火說事，他故意拖延時間去關窗戶，藏在窗外的羅堅向他示意戴上箱子上的耳機。
莊文杰把畫作取出來裝進包里，趁機取走藏在箱子角上的耳機，丁偉沒有發現任何異常，就開車帶莊文杰離開。羅堅分析丁生火對那幅畫另有企圖，決定用那幅畫當誘餌，他向局長申請下一步行動計劃，局長同意他的決定，羅堅事先把那幅畫放回天花板，莊文杰讀懂了羅堅的暗示，成功和他取得聯系。
羅堅通過耳機向莊文杰說明行動計劃，叮囑他注意安全，丁偉開車帶莊文杰回到車行倉庫，羅堅突然聽不到莊文杰的聲音，蘇英推斷倉庫內有信號屏蔽系統，羅堅只好派人守在倉庫外。丁生火仔細辨認那幅畫是真的，莊文杰迫不及待想知道他如何進入廖德同的金庫，丁生火拿出德國最新研制的信號干擾器--甲殼蟲，把甲殼蟲裝進那幅畫的軸上，只要啟動甲殼蟲，三十米之內的安保系統設施會自動失靈，丁生火斷定廖德同把畫放到金庫，他擔心夜長夢多，派莊文杰立刻帶著畫去見廖德同，臨走還對他千叮嚀萬囑咐。
丁偉開車帶莊文杰離開車行，羅堅重新和莊文杰取得聯系，莊文杰向丁偉打聽廖德同和丁生火的關系，故意透露甲殼蟲藏在畫軸上，羅堅派人查出廖德同的身份，又不能貿然行動，想對丁生火他們人贓并獲。莊文杰忍不住大發牢騷，丁偉以為他不舍得那幅畫，答應把畫給他偷出來。
莊文杰和丁偉一起來到德曜集團，保安仔細搜他們的身，羅堅擔心耳機被發現，沒想到丁偉惱羞成怒，和保安發生肢體沖突。保安繼續搜身，沒有發現任何異常，才放莊文杰一個人進去，莊文杰按照丁生火事先囑托，他要價三百萬，廖德同覺得要價太高，就和莊文杰討價還價，還對他威脅恐嚇一番。