1927年,在北平郊外周口店發現了北京猿人頭蓋骨化石,這一發現標志著人類文明史從此向前推進了50萬年,中國人無不為之自豪。日本軍主義為了從精神上摧毀中國人的抗日斗志,裕仁天皇親自下令,欲將北京猿人頭蓋骨化石占為已有,一場爭奪與保護頭蓋骨化石的斗爭就此展開了。
上海街頭劉云翔(聶遠 飾)要去咖啡廳和地下黨同志周宏接頭時被人盯上,日本人也為拿到頭蓋骨化石而展開行動,劉云翔得知日本人的企圖后準備回醫院請假,周宏交待劉云翔說遇害到問題時打3465電話找高經理,還說出聯絡暗號,劉云翔有些擔心那個司機趙亮分享者電視。
周宏從咖啡廳里出去時被人開槍打傷腿部,劉云翔回頭看到他要自殺時就開槍將其打傷,他還親自為他動手術將子彈取出來,他向德國領事漢斯解釋說在咖啡館和大海做生意,還拿出證據給他們看,劉云翔是卡爾最好的朋友。查理造了一個假頭蓋骨來對付日本人。
德國領事漢斯讓人將特務趕走,劉云翔趁機調換了周宏的身體,并將他塞入漢斯車內。劉云翔知道卡爾在蘇聯前線,卡爾是漢斯的兒子,漢斯希望他和劉云翔都要好好地活著。漢斯車在路上被襲擊,著火后漢斯和劉云翔分別離開。
科學家劉昭在晚上被王四易(丁志城 飾)開槍打死在醫院,他死前抓住了兇手身上的玉墜。劉昭是劉云翔的父親,王四易要找到草上飛并拿到頭蓋骨。北京人頭蓋骨被竊的事情上了報紙,劉云翔看完報紙后得知他父親已死,周宏向老宋了解后知道劉云翔回北平了,老宋還將劉昭之死說出來,他擔心劉云翔回去后很危險,于是讓老宋貼出告示。
滾刀肉在爭奪拉車地盤,榮昌車行的麻七和他爭吵起來,周玉琴讓他們不要亂動。王四易將劉昭被殺的事情匯報給日本人,日本人得到了劉昭手里的玉墜,他們準備見一下飛龍幫的老大。日本人找飛龍幫的鐵頭幫忙找人,還拿出那個玉墜。
飛龍幫的草上飛將偷出的頭蓋骨拿給二哥看,還說有人要用槍要他的命,他擔心自己去換錢時被滅口,草上飛只想換個能換錢的東西把它換了,然后遠走高飛,他將東西交給二哥保管。梅芳(楊旸 飾)找到她哥劉四易發起脾氣,劉四易感覺對不起劉叔,周玉琴等了劉云翔四年,她比他大三歲,還要找車夫們尋找線索,周玉琴將劉云翔要回北平的事情說給劉四易,劉四易要去接他。
劉四易接到劉云翔后說周玉琴將他爹已經接回去,然后劉四易去找典獄長打點。