郭柏飞（陈山聪饰）、姜曦文（刘佩玥饰）、刘力（林子善饰）投身警队后师从罗友邦，四师徒感情深厚。三年前的追捕行动，友邦殉职、刘力重伤，曦文归咎于柏飞急功近利引致悲剧，友情破裂。一宗连环谋杀案再将柏飞、曦文联系起來，卧底温嘉莉（刘颖镟饰）奉命混入犯罪集团，却重遇前男友招俊朗（张振朗饰），关系纠缠不清。柏飞、曦文接二连三收到神秘讯息提示，上级遂将两组探员合并成神秘讯息情报科，侦查多宗扑朔迷离的命案。由手机助理发出的提示为何每每能引领团队超前破案，「她」是敌是友？
上世纪六十年代，在“黑云压城城欲摧”的国际形势下，毛主席一声号令：好人好马上三线！ 军人后代张利军、农民的儿子马朝阳、“资本家千金”陆若文和留苏归来的向晴等这些充满斗志和激情的年轻人，来到了大西南的崇山峻岭，用生命和青春实践自己的理想同时，又演绎着牵肠挂肚的爱情角逐。张利军一直爱慕陆若文，但陆若文因为战友加闺蜜向晴非张利军不嫁，便与殷勤周到、但城府颇深的梁玉强结婚了。就在张利军慢慢接受向晴并准备结婚时，向晴却在爆炸事故中牺牲了。梁玉强和“出身不好”的陆若文离了婚，张利军和陆若文在经过无数坎坷经历后，终于举行了婚礼。改革开放后，张利军任军工厂长，马朝阳任航天科技研究院院长。高占武被查出胃癌，但仍然驻守在设计室和车间。陆若文、马朝阳、张利军、向晴、高占武他们在一片荒山野地，写下了中国国防工业建设辉煌的篇章。他们是斗士，把青春、爱情、终身以及他们的子孙奉献给了三线，却寂静得象无人问津的山谷。
《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。
该剧是一部公安题材的悬疑犯罪剧。以名媛张媛媛被绑架展开，勾出背后系列的变态杀人案。公安刑警方伟强等人通过心理学家对犯罪分子的心理画像，并通过各种侦查手段，最终抓获了杀人凶手。
阿斯莉的名气给她带来了无法逃避的危险。拉莱努力远离聚光灯，过上正常的生活。
上海光复了！深深地爱着表妹杨守玉的刘海粟从古城常州逃婚来到上海。他激情澎湃，与同伴乌津之、谢炳文一同剪去了拖在脑后象征封建的大辫子，创办了中国第一所美术专门学校。在封建的中国首创男女同校，旅行写生，特别是用全裸人体进行美术教学。他们的行为立刻遭到封建卫道士的围攻打击，在康有为、蔡元培、郭沫若等进步人士支持下，率同仁、学生与封建恶势力乃至军阀孙传芳进行了长达十年的斗争，终于法庭获胜！在美专教学改革的热潮中，刘海粟遇见了妓女出身的考生潘玉良，面对渴望求学却又无助的女子他伸出了有力的大手，说服拒绝潘玉良的乌津之，让潘玉良入学上海美专。海粟此举再一次高举了反封建大旗，郭沫若誉他为“艺术叛徒”！
