二十世纪二十年代末，出身宁德望门的蔡泽鏛前往上海同济大学读书，他在上海暗中寻找党组织，引起中共特科明松的关注。经过几番试探，蔡泽鏛共产党员的身份终于被确认，并接受组织安排，化名蔡威前往鄂豫皖苏区筹建电台。到达鄂豫皖苏区后，蔡威发挥其无线电特长，与徐正业和曲向东一起为红四方面军组建了第一部电台，还培养出一批无线电人才。蔡威不甘于电台只能用于收发报，他又开始研究侦听敌人军情的破译技术，并利用数学天赋一次次破译敌方密码，洞悉国民党军的兵力调动，为苏区红军打破敌人围剿计划提供了有力的情报支持。在反三路围攻和反六路围攻的两次较大战役中，蔡威和同志们提供的情报帮助红军部队一次次化险为夷，蔡威却因过度劳累在甘肃岷县卓坪村染病，献出了年轻的生命。
二十世纪二十年代末，出身宁德望门的蔡泽鏛被家族安排一门亲事，母亲林莺答应只要他肯先与薛品萱成亲，便可以外出读书求学。然而成婚当夜，蔡泽鏛独自一人不辞而别，留下书信向妻子薛品萱坦言心中志向，若是她对封建婚姻同样不满，随时和离恢复自由之身。
随后蔡泽鏛来到宁波四中，听了长衫先生的宣讲，仿佛在心里点亮了一盏灯，让他看清了整个黑暗浊世，找到前行的道路。也正是在这位革命先驱的引领下，蔡泽鏛唤起热血爱国之志，积极参与了进步运动，为寻求全国解放平等而努力，毅然决然地加入了中国共产党。
一九二七年，国民党发动四一二反革命政变，肆意抓捕共产党员，镇压无产阶级革命运动，大量的学生、工人以及进步人士被捕入狱，革命事业遭到了前所未有的惨痛打击，也导致蔡泽鏛在执行任务中被抓入福州监狱。
薛品萱得知后，立刻联系了舅舅林辰翰，因为舅舅和典狱长有过交情，同为国民党工作，所以他忙前跑后托关系，花了几千大洋终于救出亲外甥蔡泽鏛。离开监狱的那一刻，蔡泽鏛见到了妻子薛品萱和舅舅林辰翰，回到家里更是有愧于母亲。
这些年以来，薛品萱都看了蔡泽鏛留在书房的书，向其表明自己从不后悔嫁给他。同样，蔡泽鏛明白了薛品萱的心意，两人深情相拥，成为真正的夫妻。但是没过多久，报纸上刊登的一则暗语让蔡泽鐺变得心事重重，薛品萱深谙蔡泽鏛的心思，鼓励他继续追求理想。
最终，蔡泽鏛重返上海，试图联系组织和自己的上级长衫先生，奈何未能成功，只好继续学业，并在林辰翰的安排下转学到同济大学。此刻的上海在白色笼罩下变得异常紧张，蔡泽鏛通过报纸发现长衫先生被捕牺牲，内心深受震惊。
蔡泽鏛来同济大学报到，看见昔日的老师苏卿武，而他所表现出的数学天赋，得到国民党高官黄季弼拉拢。另一边，中共特科的明松主动联系上海地下党组织负责人夏天，向其传达组织要求尽快开办无线电培训班一事，具体时间地点由他来落实，并挑选出可信之人担任培训班的警戒保卫工作。
下午的时候，蔡泽鏛看见苏卿武老师和夏天站在楼下聊天，忽然想起曾与夏天有过一面之缘。当晚林辰翰生气指责蔡泽鏛还在看危险刊物，提醒他不要再接触共产党的组织，更担心他已经加入共产党，蔡泽鏛为了让舅舅安心，直言以前参加过进步组织，本来是想要寻找长衫先生，怎知长衫先生已经牺牲。林辰翰松了口气，希望蔡泽鏛千万别走错路，做任何事都要想想家里，蔡泽鏛意外获悉妻子薛品萱生了孩子，为此很是高兴。
陶戈听过黄季弼的讲座后，毅然决然申请加入他的课题组，蔡泽鏛亦是对数学产生浓厚的兴趣。第二天早上，蔡泽鏛发现经常卖报的男人张贴“业余无线电培训班招收学员”的告示，猜测应该和党组织有关，便化名蔡威前往参加报名，恰好被夏天撞见。
经此一事，夏天怀疑蔡泽鏛的身份，通知苏卿武找机会弄清楚蔡泽鏛的身份。苏卿武以需要蔡泽鐺帮忙为由，约他在老宅子见面，用《夏培尔上校》试探并确认了蔡泽鐺共产党的身份。夏天已经查到蔡泽鏛是共产党人，但无法确定他是否叛变，蔡泽鏛真心实意的话，彻底打动了夏天和苏卿武，正式回归共产党的队伍。
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