1984年。西南山區。凌晨。溫柔謙和的女醫生蘇菲(張歆藝 飾)因涉嫌盜竊國家機密，被公安干警從新婚不久的家中帶走。審訊中，蘇菲供出了她的全部罪行……五年前，剛從醫學院畢業的高材生蘇菲順利分配到三江市最大的人民醫院，她與留學歸來的秦博士相戀，懷了孩子。原來秦博士還沒有跟妻子辦好離婚手續，欺騙了蘇菲的感情，被妻子發現后，調離了三江市。蘇菲急忙準備流產，卻陰差陽錯地被派往山區醫療隊。她期望在艱苦的環境和繁重的工作中流產，卻未能如愿，耽誤了人流的時機。母親突然病危。痛不欲生的蘇菲在安葬了母親后，在一個小診所偷偷生下了孩子小東。好心的關貴山夫婦一直幫她撫養孩子，并且隱瞞著孩子的來歷。蘇菲感激不盡。關家成了她在世上最溫馨的樂園。一日，小東患上重病，蘇菲鋌而走險回醫院偷青霉素注射液，不料卻被院辦主任李瑞生(趙寶剛 飾)發現。李瑞生在蘇菲最困難的時候幫助了她，蘇菲為了報答他，主動報名去了研制核潛艇的851廠醫務室工作。但她萬萬沒有想到，李瑞生竟是隱藏的間諜，他以秦博士、私生子和偷藥等隱私為要挾，要蘇菲成為自己的“下線”，去851廠收集有關核潛艇的全部機密。