1969年，一列開往北京的火車即將到站，在一群高興的乘客中間，兩個愁容滿面的男子十分顯眼。
他們剛剛拿起行李才發現，由他們秘密護送的氫彈重要部件「TQD自動儀」不見了！
這是新中國成立後發生的一起「全國特大案件」，周總理對此引起了高度重視，責令公安部在10天之內破案。
60年代北京火車站
那麼，究竟是誰如此囂張，竟盜走了這樣重要的氫彈部件？
公安部又是否在10天期限內成功破案呢？
可能有人會奇怪，為什麼能在氫彈上使用的重要部件，會僅僅讓兩人乘坐火車來運送呢？這首先是因為這個TDQ自動儀雖然十分重要，但外形卻很小巧，完全可以裝在我們普通人常用的旅行袋裡隨身攜帶。
我國第一枚氫彈
而且俗話說得好，大隱隱於市，這樣小巧又方便攜帶的東西不適合高調護送，相反，把它裝進尋常可見的背包里，讓護送人員行走在普通人之間，不會引人注目，更加低調保密。
當年為了研發氫彈，國家在山西太原建立起了一個專門的研究所，別的活不幹，只研究氫彈的其中一個部件，也就是TQD自動儀。在付出巨大的心血後，研究所終於將其研製成功，不過還需要北京方面的國防科委鑒定一下。
當時研究所的兩位保衛科長，秦家康和楊曉晨也是經驗豐富的老同志了，出於保密和低調的考慮，他們最後決定乘坐火車進行護送。他們特意去買了兩個質量好，但又不起眼的黑色人造革皮包，然後將自動儀放入其中。上車的時候他們還隨身帶著鏈條，為的就是將皮包鎖在行李架上，多一層保險。
在那個年代，乘坐火車從太原到北京全程561公里，需要接近14個小時。秦家康與楊曉晨一上車，就把皮包鎖在行李架上，兩個人還分好工，每隔一段時間就過去看一眼。
我國第一枚氫彈
當時坐火車出行消遣不多，乘客們大多通過彼此聊天，來消磨時間。秦家康和楊曉晨兩個人懷揣著巨大的任務，哪有心情與人說笑。在一旁的其他乘客們想過來跟他們搭話，全都被他們兩個打著哈哈，糊弄過去了。
兩個人全程緊繃著神經，絲毫不敢放鬆，一直從白天坐到晚上，火車漸漸駛入了北京市範圍內，他們才敢稍稍鬆緩一下神經。火車行駛了這麼久，終於能夠下車了，乘客們臉上都是如釋重負的笑意，而去拿行李的秦家康和楊曉晨卻瞬間臉色大變。
60年代
TQD自動儀雖然外型小巧，但還是有一定的重量的。而當兩人解開鏈條，拎起皮包時，皮包輕得不像話。他們連忙把皮包打開，卻發現裡面塞滿了廢報紙，本該躺在其中的自動儀不見了蹤影。
事關國家安危的重要部件，就在他們眼皮底下不翼而飛，秦家康和楊曉晨嚇出了一身冷汗。恐慌感還沒消下去，兩人很快就被愧對國家信任的慚愧與後悔包圍。但他們很快冷靜下來，在不打草驚蛇的情況下，先在火車站內尋找一通，但沒有找到，於是立刻兵分兩路，一個負責通知北京的國防科委，另一個則立刻去派出所報警。
60年代火車
得知了這樣要命的大事，國防科委不敢耽擱，匆忙將消息轉告周總理。周總理聽後也大吃一驚，不過他反應很快，迅速冷靜下來，給國家公安部長謝富治打去了電話。在電話里，周總理簡要闡述了來龍去脈，以及事態的嚴重性，並要求公安部門立刻組織人手展開調查，務必在10天之內將此案破獲。同時周總理還表示，這10天里他會時時關注此事。
收到來自周總理這樣的命令，謝富治當然不敢輕視，當即找來鐵路公安部、北京市公安部，以及陝西省公安廳的負責人，成立了一個專案組，由謝富治的得力部下黃碧華擔任專案組長，展開調查。
謝富治
由於當時特殊的時代背景，失竊的又是氫彈的重要部件，所以黃碧華他們首先懷疑搗鬼的是國軍特務或是蘇修分子。於是黃碧華等人先對秦家康和楊曉晨進行審問，同時通知了所有的邊境口岸和邊防哨卡，要他們協助進行大面積排查。
60年代公安
時間很快就過去了5天，他們沒有找到一絲線索。不過在進行排查的時候，他們發現了一個蘇州江南機械廠的採購員存在問題。這個叫做司馬遠的採購員在接受詢問前火速逃跑，引起警方注意，順藤摸瓜一查，結果發現這個司馬遠原名程書迪，還真是個國軍特務。雖然這個人與TQD自動儀失竊案無關，不過警方順便抓獲了一個潛伏特務，也算是意外之喜了。
60年代公安檢查
另一方面，在對秦家康與楊曉晨的審訊中，黃碧華等人確定這兩個人沒有問題。想要破案，首先要確認的就是自動儀失竊的具體時間。於是黃碧華仔細向他們詢問了在火車上的經歷。
據秦家康回憶，當時皮包一直放在行李架上，從來沒有離開過，他們時不時就會過去看一眼。因為火車上人多眼雜，出於謹慎，他們並沒有將皮包打開檢查。不過兩人還回憶，曾有個一頭褐色頭髮，分不出男女的人在行李架那邊停留過一段時間，是比較可疑的人。
而此時時間已經來到了期限的第6天，黃碧華等人心急如焚。這天周總理在對他們的進程過問時，見他們一籌莫展，便提醒了一句：「如果你們沒辦法了，可以去找經驗更豐富的人。」
在周總理的提醒下，黃碧華找到了一位辦案經驗非常豐富的老前輩郭應峰。他是公認的公安神探，破獲了許多驚天大案，這其中就包括「故宮飛盜案」和「盧溝橋碎屍案」。郭應峰喜歡接手有挑戰的案子，當即趕了過來。
他仔細了解了黃碧華等人已經掌握的信息，在此基礎上繼續進行分析判斷。他從自己的經驗出發，認為這起案子應該跟間諜關係不大，是一起尋常的刑事案件。被犯案人塞進皮包里的報紙上留下了些作案痕迹，郭應峰在檢查後認為這是一種在山西太原附近很受婦女歡迎的「紅燈牌」護膚品。
「紅燈牌」護膚品
留下明顯的痕迹，屬於低級失誤。由此郭應峰推斷，犯案人不僅是名女性，而且應該很年輕。他就在太原鐵路沿線對有過案底的犯人進行了審訊，逐漸將目標鎖定在一個外號「蝴蝶」的女人身上。
這個女人本名叫奚若蘭，曾經在晉劇團待過一段時間，擅長變裝。對她來說，打扮成一個分不清男女的人，簡直是小菜一碟。後來晉劇團解散了，奚若蘭不想去工廠中幹活賣力，機緣巧合之下，她救了號稱「鎖王」的家福坤，作為報答，家福坤就把開鎖的本事教給了她。外號「蝴蝶」的女盜賊由此誕生。
晉劇團
警方通過排查，很快在奚若蘭經常出入的生活區域附近找到了她。當時奚若蘭正在一家「東風」飯店裡吃飯，公安本想立刻將她抓捕，但郭應峰考慮到沒有確鑿的證據，就沒有貿然行動，而是想了個有趣的辦法。
郭應峰找了個同事，假裝互相是陌生人，走進「東風」飯店裡演戲。郭應峰當著奚若蘭的面，輕而易舉地「偷」走了同事的錢包，讓奚若蘭看直了眼睛。郭應峰也不跟她多說話，收好錢包徑自走出飯店，奚若蘭匆匆追上來主動與他搭話，想要拜他為師。
郭應峰假裝為難，想先考察一下奚若蘭，看她有沒有天賦和能力，就叫奚若蘭講講她的「豐功偉績」。奚若蘭不疑有他，就把自己過去的盜竊經歷講了一番，還著重提起了最近偷竊成功的幾個案子。這其中就包括對TQD自動儀的偷梁換柱。
現在有了證據，郭應峰一聲令下，公安立刻上前制服了奚若蘭，將她捉拿歸案。經過審訊，奚若蘭交代了自己的作案過程。原來，她在山西站看出秦家康兩人小心翼翼地護著那個不起眼的黑包，就以為裡面有珍貴的寶物，於是找機會用破報紙替換了裡面的東西。
但等她到無人的地方，仔細察看偷來的東西時，卻很是失望。奚若蘭根本不知道TQD自動儀是什麼，更不清楚它的價值和重要性，竟然在一氣之下將自動儀扔到河裡去了。黃碧華等人成功地在期限的第10天，從奚若蘭說的地點找到了自動儀。
自此，這起全國特大案件正式結案，女盜賊「蝴蝶」奚若蘭也得到了應有的懲罰。道高一尺魔高一丈，僅從廢報紙上的一點護膚品痕迹遺留，就能將盜賊抓捕歸案，郭應峰真不愧是公認的神探。
