После громкого скандала Черкасов работает рядовым участковым. На его территории в коллекторе обнаруживают тело девушки без документов. Всё указывает на то, что это несчастный случай, однако Черкасов прослеживает в её смерти криминальный след. В американском посольстве обсуждают ситуацию с агентом Камнем, которому пришлось ликвидировать свидетеля, грозящего ему разоблачением. Американцы начинают разрабатывать агента Рыбака. По легенде он – фронтовик, нашедший в Москве родную сестру Ольгу Кускову, работающую лаборанткой в секретном «почтовом ящике», занимающимся разработкой ракетного оружия. На предприятии озабочены пропажей молодой ученой Леры Собольковой...

Черкасов наведывается в МУР к получившей повышение Соне Тимофеевой и просит Зину Кац провести экспертизу, результаты которой позволяют ему выйти на предприятие, где трудилась погибшая и установить её личность. Агент Рыбак приезжает к Ольге Кусковой и представляется ее братом. Его легенда не вызывает у Ольги сомнений, и она предлагает Рыбаку пожить у себя. Черкасов изучает квартиру Собольковой, в то же самое время там оказывается агент Рыбак, который забирает золотые серьги Валерии...

Рыбак дарит серьги Собольковой проститутке на вокзале, после чего убивает ее. Саблин приходит домой к Черкасову и просит его вернуться в отдел. Черкасов снова начинает работать в МУРе. Американский агент Лора Купер встречается с агентом Камнем. Американцы получают от него данные по ракете «Сатана». Роберт Лебедев не доволен работой наружного наблюдения: Лора постоянно уходит от слежки.

Отдел Черкасова расследует убийство вокзальной проститутки. Выясняется, что её лишили жизни при помощи яда. Это значит, что след преступника ведет к секретным агентам. Черкасов задает вопросы жениху Валерии Собольковой и понимает, что на убитой на вокзале были серьги Леры. Следователи едут допрашивать проводника Горохова — хозяина квартиры, которую снимала Соболькова и обнаруживают у него большое количество валюты.

К Ольге Кусковой приходит ее сожитель Савелий, досрочно освобожденный из тюрьмы. Сын Черкасова Слава попадает в госпиталь с диагнозом — лучевая болезнь. Черкасов обращается за помощью к профессору Медникову. Тот обещает помочь со специализированной клиникой. Черкасов ловит с поличным проводника Горохова, после чего берет его под арест.

Соня с сержантом Осадчим участвуют в спецоперации: они едут с проводником Гороховым, чтобы проследить цепочку передачи посылок через него. Рыбак решается на ликвидацию задающего неудобный вопросы Савелия. Падчерицу профессора Медникова Юлю, танцующую в ансамбле, не пускают на гастроли во Францию из-за его секретной работы. К Ольге приходят милиционер и жена Савелия. Рыбак понимает, что убийство Савелия могут раскрыть.

Рыбак предлагает Ольге бежать вместе. Черкасов вместе с Кац обследуют гараж, рядом с которым была убита сотрудница секретного института Соболькова, и обнаруживают кровь. Кац устанавливает, что это кровь Леры. Арестовывают Десницкого — ученого, занимающегося разработкой ракеты «Сатана». Его обвиняют в шпионаже. Черкасов приезжает на место преступления в квартиру Ольги. От соседки он узнает, что Ольга уехала вместе с братом.

Дом Рыбака окружают. Рыбак пытается прорваться, взяв Ольгу в заложницы. Андропову докладывают об аресте Десницкого, но он не верит в его виновность и считает, что настоящий враг продолжает работать на ракетном предприятии. У следствия ровно сутки на то, чтобы разоблачить шпиона...