1981年春末夏初的一个早晨，清江钢铁厂
炼钢车间响起了急促的警铃声，工人蔡平突然从炉顶坠地身亡。班长卢铁被公安局作为凶杀嫌疑犯拘留了。 审讯中，卢铁不服，提出当时好像是天车上出了事故，蔡平是在慌乱中失手摔落下来的。然而天车女工宋亚妹却声明 ，当时天车上没有任何异常现象，致使这一“天车案”陷入迷宫，几天后，由于证据不足，公安局释放了卢铁，并决定由年轻的公安战士严盾继续负责审理此案。
一天，严盾在钢铁厂遇到该厂保卫干事、市委书记的儿子龙晓南。他俩从小相识，文革中，双方家庭共同蒙受的屈辱， 又使他们结成了好友。龙晓南热情地邀请严盾，又见到了龙晓南的妹妹、小提琴手龙晨娣。他赞赏她写的小提琴曲《足迹》，龙晨娣很高兴自己找到了一个知音，他们相互都萌发了爱慕之心。然而，龙晓南对严盾进一步追查天车案表现得极为不安，并在暗中设置障碍，这引起了严盾的深思。卢铁回到厂里后，被罚派到废料厂劳动。真心爱着卢铁的宋亚妹十分不安。她是天车案的知情人，因慑于沉重的压力，才无奈作了伪证，这使她心中深感内疚。她再也不愿看着自己的心上人这样受冤下去，便毅然向卢铁道出了“天车案”的真相，并倾诉了内心的痛楚。不料，不久后一个大雨滂沱的夜晚，在绿荫酒家旁边的小树林里，宋亚妹被害了。严盾在亚妹遇害现场附近的
公用电话筒上，获取了卢铁的指纹印，决定再次拘留卢铁。接踵而来的横祸，使卢铁陷入极度的悲痛之中。为了申冤，他毅然登船出走上告，遭到追捕，由于拒捕，他负了伤，被送进公安医院治疗。
宋亚妹的死，给破案工作带来了困难，案情越来越复杂。具有丰富经验的老公安局长苏毅亲自挂帅，分析案情，寻找线索， 郑重宣布了涉及到钢厂的又一起新案：有一批特级控制的战略物资“508特种矿砂”被倒卖给外商。他判断出这个新案可能与“天车案”和宋亚妹之死有直接关系，为弄清案情，就必须要从卢铁身上打开缺口。
最后，在公安人员的感召下，卢铁终于将知晓的一切和盘托出。他揭露了龙晓南模仿其父亲的笔迹，伪造批条，窃取了“508特种矿砂”倒卖给外商，妄图达到出国定居的罪恶目的。他还利用卑劣手段霸占和控制了卢铁的恋人宋亚妹。宋亚妹受骗后悔恨交加，毅然到供销科拿走了批条。龙晓南怕事情败露，追到天车内威逼宋亚妹，企图抢走批条，结果碰到操纵杆，致使天车失灵，蔡平身亡。卢铁向苏毅和严盾承认，他曾错误地认为，自古以来都是官官相护，即使公安局也不敢对市委书记的儿子作出公正的处理。那天晚上，他和宋亚妹约定，准备拿着批条出走上告，不料到了小树林，发现宋亚妹已经被害，批条也无踪影。他悲痛欲绝，实在不忍心让宋亚妹的尸首泡在雨里，才打了匿名电话报案。
经过周密的侦破，公安人员又找到了龙晓南杀害宋亚妹的作案证据，龙晓南罪责难逃。就在公安局决定逮捕龙晓南的前一天，龙晓南深知末日来临，向妹妹道出了自己犯下的罪行，妄想利用龙晨娣和严盾的恋爱关系，让妹妹去向严盾求情，遭到龙晨娣的怒斥。龙晨娣奋力夺过龙晓南手中的罪证，连夜将批条交给了严盾。龙晓南准备潜逃，公安人员穷追不舍，他走投无路，跳进了熔融的钢水内自杀身亡。