电视剧《密战》主要讲述了安全局侦察队队长刘志军在带队抓捕代号为“猎豹”的行动中，意外发现对方要偷带出境的竟是“星讯六号”卫星的设计方案。围绕这个方案，保密局和间谍组织展开了一系列生死较量。

刘佳扮演剧中女一号武梅，是一个痕迹学刑侦技术专家，在她的身上有两个特点。一是职业特征，对痕迹学素有专攻的她，有超常的细密敏锐和一种洞察一切的眼神，这种发现力是与剧情紧密联系的。

二是情感特征，婚姻生活的不尽如人意又让她眉宇间时常带着几分惆怅和哀怨，在外与人相处时她宽容平和，但与前夫沟通和交流时，言语行为会显出某种出人意料的急躁和偏执。

曾在热播剧《潜伏》中饰演李涯而被广大观众熟悉的演员祖峰，在《密战》中继续“潜伏”——这次他是个代号叫“蝴蝶”的杀手。谈及新角色，祖峰坦言：“他就像一把剑。”

他说，“蝴蝶”是个安静的角色，更像个职业杀手。“他的特点一是稳，永远不急不慌，即便有人用枪指着自己也处变不惊。二是狠，杀人不眨眼。杀人前面露笑意，微笑中突然开枪。”

安全局侦察队队长刘志军在带队执行抓捕代号为“猎豹”的间谍行动中，意外发现对方要偷带出境的竟是“星讯六号”卫星的设计方案。保密局接到中央指示，会同安全局、公安局成立专案检查组，组长由保密局督查处处长武梅担任。检查组对卫星研发机构322所展开调查，但工作处处碰壁，收效甚微，而与此同时境外间谍组织也对322所的网络发起攻击，内外交困的检查组在沈伟国父子的帮助下，成功挖出潜藏在322所内部的间谍方瑶。武梅本想顺藤摸瓜查出间谍组织幕后指挥“银狐”，不料反而中了“银狐”圈套。方瑶被杀手“蝴蝶”杀害，线索突然中断。

“蝴蝶”出逃滨阳，由长期潜伏在滨阳的间谍林孝廉接应。林孝廉的任务是对滨阳卫星测控实验基地727站下手，但追捕“蝴蝶”而来的检查组却打乱了他的部署。间谍刘鹏在被追捕过程中车祸身亡，情急之下，林孝廉把市委秘书长佟一凡拉下了水。在佟一凡的帮助下“蝴蝶”进入727站，却被滨阳安全局秦风发现，在一场生死较量中，秦风不幸牺牲，“蝴蝶”也被击毙。佟一凡无法承受良心谴责，主动认罪。即将离境的林孝廉被绳之以法。

间谍组织的行动接连受挫，“银狐”只能孤注一掷对航天十九院发动最后的进攻。十九院保安队长罗兵成为间谍利用的工具。武梅为了擒住“银狐”让庞剑卧底进入十九院，一场你中有我，我中有你的暗战悄然开始。在“银狐”的两套窃密计划均告失败以后，他竟然绑架了武梅的女儿婷婷，威逼总工程师周旭用核心机密换取女儿的生命。在国家利益和女儿安全受到威胁的时刻，武梅挺身而出与“银狐”展开了最后的较量……