咏芳（赵子琪 饰）和依楠（刘芸 饰）是情同手足的姐妹，不幸的是，由于两人父母婚姻的破裂，这对姐妹在很小的时候就被迫分离，天各一方。依楠和母亲来到了南京，在这里，母亲开始了第二段婚姻，继父对依楠非常的好，依楠在关怀之中健康的长大。相比妹妹，咏芳就没这么幸运了，咏芳的父亲是一名刑警，整日忙于工作之中，根本就没有时间照顾和关心咏芳，一直以来，咏芳都在孤独寂寞之中生活。十九岁那一年，父亲不幸因公牺牲了，临死之前，他将咏芳托付给了刑警队副队长任淑娟（李野萍 饰）照顾。
《一飞冲天》是一部首次大胆设想和纳入“机器人”概念的电视剧，虽然涉及机器人，剧情却并没有机械战警、时空穿越，而是一部踏踏实实的、温暖喜感的现实题材电视剧，搞笑不断，情感动人。 刘晓洁在剧中一人分饰两个角色，一个是正常的人类而另一个这是机器人。
解放重庆的最后一次战役打响后，西南特区代区长廖一潭部署渣滓洞白公馆特务和刽子手潜逃、潜伏等有关事宜，并全权负责指挥执行一项代号为C30计划的秘密行动。一直隐蔽在敌人内部、代号叫“山鹰”的地下党员将敌人行动目标通知了地下党后失去联系。刚刚建立的重庆市公安部长刘灿作出了三个重大决定：一是吸收地下党联络员黄菊芳加入公安队伍，尽快联系“山鹰”，二是启用伪警察赵金斗加入刑警队；三是组成敌特人员甄别小组。潜逃人员接二连三的袭击解放军，破坏市政重要设施，公安部损失惨重。绰号叫“猫头鹰”的刽子手，多次化装在市区出现破坏，却几次逃脱。周畅经过千辛万苦，终于把“山鹰”的情报送出，公安部周密部署，最后抓获了全部执行C30计划的刽子手。
