法租界内惊现数起难民被杀案，死者皆被活体注射了某种神秘毒剂。不久，帮助于胜男检验毒剂成分的化学家遭人灭口，于胜男的实验室又被炸弹引爆，案情横生波折，扑朔迷离。钟朗小组在追查中发现死者都曾入住一家教会收容所，而解开毒剂之谜的关键人物竟然是于胜男的父亲、一直以叛国罪关押在法租界监狱的著名化学家端木岩。迫不得已中，于胜男求助于父亲，端木岩却三缄其口，导致本已隔阂丛生的父女关系濒临破裂。此时，钟朗小组在不断的追查中逐渐侦知案情背后隐藏着日本军方的一个惊天阴谋：在上海滩的一个秘密基地内，日本侵略者正在抓紧研制一种威力惊人的生化毒剂，为大规模侵华战争做准备。而收容所里的乞丐则是他们的实验品。连扮作乞丐的老孔和韩非也被卷入事件中。他们能否安全地逃出来呢？老孔的命运又将如何呢？
