《画眉》讲述了上世纪五十年代，海外学子计丹阳学成归国，投身国防科研事业，却在抵达香港后落入敌特设下的圈套。公安人员庞红梅一路保护他，协助其安全返回祖国。敌特在香港行动失败后，仍将目标锁定我方设在泸门的“水滴工程”，并部署了由特务“雪狼”主持的“磐石计划”，企图破坏科研任务。为确保“水滴工程”顺利推进，以庞红梅为代表的公安人员与敌特多次交锋。然而，每逢科研进入关键阶段，敌特总能抢先布置破坏行动，雪狼始终未被找到，隐藏在暗处的敌人也持续威胁着“水滴工程”。庞红梅等公安人员最终在泸门与敌特展开了一场生死较量。与此同时，在保护专家组的过程中，庞红梅、计丹阳和厂医院护士白卉逐渐加深了解，成为彼此信任的好友。可当庞红梅开始怀疑白卉的父亲、中医白铭汉的真实身份时，三人的友情也面临着严峻考验。
