В новогоднюю ночь с 1900 на 1901 год следователь Павел Нестерович Путиловский (Игорь Ливанов) встречает в доме своего друга Франка (Юрий Гальцев) вместе со своей невестой Ниной (Людмила Курепова) и друзьями. В это же время происходит ограбление аптеки Певзнера (Георгий Штиль). Путиловский и его помощник Евграфий Петрович (Валентин Букин) приступают к расследованию, к ним в помощь придают поручика Берга (Денис Зайцев) окончившего артиллерийскую академию и являющегося специалистом по взрывному делу. Провизор аптеки показал, что из сейфа, который вскрыт с помощью самодельной бомбы, были похищены три килограмма морфия…
1902 год. Путиловский, Медянников и Берг приступают к новому делу. Становится известно, что террористы готовят покушение на министра внутренних дел Сипягина. Сам министр (Леонид Неведомский), считая себя человеком порядочным и не имеющим врагов, не верит в достоверность сведений группы Путиловского.
1903 год. В подвале одного из петербургских доходных домов взрывается подпольная лаборатория. На место трагедии спешит молодой журналист Вершинин. В гари и копоти он находит бесценные бумаги – списки боевой организации эсеров, формулы для изготовления взрывчатых веществ и свидетельства готовящегося покушения на нового министра внутренних дел Плеве. Желая прославиться и заработать как можно больше денег, Викентьев ни на секунду не задумывается об опасности, которая ему грозит. Путиловскому он передает бумаги с химическими формулами и получает от полиции деньги, якобы компенсирующие ему потерянный газетный гонорар. Начало совместной работе положено. Позже на вечеринке у домовладельца Дубовицкого журналист знакомится с провокатором Евно Азефом, который также предлагает сотрудничество: Вершинин должен размещать в своей газете заказные статьи. Кроме того, Азефа интересуют бумаги, "возможно найденные" Вершининым на месте взрыва. От обилия внимания со всех сторон молодой человек чувствует себя героем. А посему берет себе самый героический псевдоним – Нельсон. Но вскоре игра,
1904 год. Петербург. Эсеры готовят покушение на крупного государственного чиновника, называя свою будущую жертву Каином. Азеф отказывается открыть полиции настоящее имя высокопоставленного лица. Он лишь намекает на то, что им может оказаться министр внутренних дел Вячеслав Константинович Плеве. А, может быть, начальник Охранного отделения Яков Георгиевич Сазонов. Путиловский пытается рассуждать логически. Но не имея достаточной информации, доверяется собственной интуиции. Он почти уверен в том, что "Каином" эсеры называют именно Плеве. Поэтому просит рассказать о министре свою экономку Лейду Карловну – эстонку, то есть соотечественницу Плеве. Та говорит, что эстонцы считают министра иудой, предателем и еще Бог знает кем. "Каин, вот это о нем", -- завершает свою речь Лейда Карловна.
1904 год продолжается. Во время дознания по делу о нападении на кассира Петербургской таможни Путиловский узнает о том, что бомбы делаются по заказу любого частного лица, способного заплатить за производство. Одним из организаторов этого конвейера оказывается бывший товарищ Берга по артиллерийскому училищу Александр Бакланов. Он и есть знаменитый в столичном подполье – Сашка-химик.
1905 год. Предрождественская неделя в семье Великого князя Сергея Александровича была омрачена страшными предчувствиями, мучавшими княгиню. И вот – сбылось. На вокзале сумасшедший стрелял в Великого князя. Но на этот раз все обошлось. Путиловский понимает, что эсеры не отступятся. Он пытается убедить своего высокого подопечного усилить охрану, не выходить какое-то время из Кремля. Но Великий князь отказывается его слушать.
1906 год. Эсеры разоблачают священника Георгия Гапона как агента Департамента полиции. Ему вынесен приговор. Азеф внимательно следит за этой драмой из-за границы. Ему выгодно представить Гапона единственным провокатором. Так как следующим гонимым, без сомнения, будет он сам. История Георгия Гапона закончилась на заброшенной даче под Петербургом. Его нашли повешенным.
1906 год. Группа Путиловского работает день и ночь. Известно о том, что готовится покушение на председателя Совета министров Петра Аркадьевича Столыпина. Столыпин предупрежден. Усилена охрана. На этот раз террористы действуют более изобретательно, заведя знакомство с дочерью Столыпина. Они планируют под видом преподавателей проникнуть на дачу Петра Аркадьевича и подстроить там взрыв.
1907 год. Путиловский присутствует при убийстве губернатора Петербурга Фон дер Лауница. Теперь он уверен в том, что следующим может стать московский градоначальник Владимир Федорович Джунковский. Он тщательно планирует свою тактику. И на этот раз убийства удается избежать.
1907 год. Убит начальник женской пересыльной тюрьмы Странден. Группа Путиловского расследует это убийство. В это же время в Петербурге погибает при изготовлении бомбы студент Алексей Пигид, сирота, воспитанный деревенской женщиной. Путиловский выясняет, что Пигид работал по заказам своего учителя Студзинского, примкнувшего к террористам. Странное сходство Пигида со Странденом наводит Путиловского на неожиданные размышления.
1907 год. Группа Путиловского выходит на след секты хлыстов, издавна имевшей дурную славу. Есть предположения о существовании связи между хлыстами и эсерами.
1909 год. Евно Азеф разоблачен как двойной агент партии эсеров и Департамента полиции. Савинков считает, что выносить сор из избы ни в коем случае нельзя. Но есть и другие мнения. Азеф отчетливо понимает то, что жизнь его висит на волоске. И он принимает решение…
