一九五六年底，中学语文老师于守业和妻子京剧演员周小莲深夜到公安局投案自首，向政保科牛振亮科长交待自己为了报答哥嫂的恩情而误入特务组织的经过，展开了一段噩梦般的特殊人生……
四九年一月，随着淮海战役国民党军队大败，江北重镇陆城已经处在解放军的重重包围之中。守备司令部参谋肖开诚其实是代号“老洪”的地下党负责人，他指派交通员李玉芬出城从部队领受任务，不料在回来的路上被特务追杀而负伤。情急之下，李玉芬躲进了鸿福戏园。中学国文老师于守业是陆城的“名票儿”，此时正在鸿福戏园后台为合盛戏班的头牌青衣周小莲化妆。见到躲进来的李玉芬，于守业出于善良的本性把她藏了起来。戏班班主周胜衣本不想惹麻烦，但倚仗着于守业的大哥于守仁就是国民党保密局陆城站的站长，也就帮着一起搭救李玉芬，骗走了闯进来搜查的保密局行动组长聂登奎。
深夜戏园散场，于守业请自己做医生的朋友佟书琪带李玉芬去他的诊所治伤，刚一出门却突然遭遇了于守仁埋伏的保密局特务。地下党员蔡顺礼为营救李玉芬奋勇出击最后负伤被抓，“老洪”肖开诚见特务人多势众只好撤离。于守业回到家里被大哥于守仁训斥，不许他再和地下党有任何瓜葛，于守业不为所动反倒劝大哥不要对共产党过于凶残，在解放军兵临城下的局面之下，要给自己留一条后路。
特务037第2集剧情介绍陆城守备司令朱化承请于守仁协助维持城内的局面，并且要进一步打击地下党，尽快抓捕“老洪”。又转换话题说到于守业，警告于守仁管教弟弟不要招惹周小莲，自己喜欢这个女人别人不能染指。
肖开诚到联络点“李记肉铺”听取李玉芬的汇报，得知城外的部队需要地下党协助搞到朱化承兵力部署的布防图。蔡顺礼落入敌人手里生死不明，李玉芬想去营救被肖开诚制止。肖开诚找到朱化承的副官何锦容打听蔡顺礼的情况。何锦容言明在于守仁手里要么招、要么死!特务用酷刑逼蔡顺礼交待“老洪”是谁。蔡顺礼从于守仁口中得知联络点李记肉铺已经暴露，他假意带特务来到肉铺，为掩护老李与特务展开激战，最后与老李双双牺牲。
电视剧特务037剧照
何锦容到鸿福戏园找班主周胜衣，要合盛戏班和小莲去唱堂会给朱化承祝寿，小莲拒绝，于守业也责怪何锦容不要仗势欺人，班主周胜衣左右为难。于守仁突然来到戏园后台，教训于守业不要再和小莲有来往，戏子和他们于家的地位不配，更何况朱化承在打小莲的主意，那是没人能惹得起的，他强行拉走了弟弟。小莲唱完戏下场不见了于守业，周胜衣开导小莲要认清和于守业一家身份地位的悬殊，她作为小莲的干娘也不禁为女儿的未来而担忧。
李玉芬想要杀于守仁为父亲报仇，肖开诚严肃地教育她要遵守纪律不能擅自行动。为了安全起见，安排李玉芬转移到地下党的又一联络点“松年堂药铺”暂时隐蔽。
于守仁部署全城搜查李玉芬。朱化承命令肖开诚武力威胁周胜衣和小莲，迫使合盛戏班为其唱堂会。肖开诚到陆城中学找到于守业，告诉他小莲已经去朱化承的府上了，指点他去找于守仁帮忙救小莲。于守业感谢肖，肖说你救过我的亲戚李玉芬，我应该帮你。于守业闯到于守仁办公室，没料到于守仁却要求他必须断了娶小莲的念头才会设法救小莲，于守业无法答应大哥的条件只好含泪离开。
特务037第3集剧情介绍小莲困在朱化承的府里无法出去，她预感到于守业一定会在隆福戏园想着自己，就请周班主去找于守业来为自己化妆。于守业到来，小莲对于守业表白心意，等堂会的戏唱完就跟他一起离开。朱化承让何锦容带兵把唱完戏的小莲强行留下，于守业和周胜衣面对枪口无能为力。小莲被带到朱化承卧室，朱化承告诉小莲唱堂会是假、娶小莲做姨太太是真。小莲拼力反抗被朱化承的短剑划伤，于守业欲救小莲也同时被抓。朱化承要小莲不停地唱戏直到天亮，中途若停下来就枪毙于守业。小莲为救于守业冒雨站在院子里唱戏，直至嗓子出血而失声。于守业含泪劝小莲不能从此毁了嗓子再也无法唱戏，小莲说叫于守业来给她化妆就已经想好了要于守业为自己收尸。朱化承正要将于守业枪决，突然门外枪声大作，朱化承带着士兵冲出去迎战，何锦容赶忙示意于守业和小莲从院子的后门逃走。
于守仁深夜里等于守业回家，责怪弟弟不听自己的劝阻险些为了一个戏子而酿成大祸，要不是他派人假装共军去袭击朱府，于守业恐怕已经死在那里了。于守业感念大哥的这份手足之情，同时也劝于守仁在解放军兵临城下的形势之下多考虑自己的退路。
周胜衣请于守业作医生的朋友佟书琪来戏班给小莲治伤，佟书琪催促小莲赶紧跟于守业成亲，要是于守业不能说服他大哥答应他娶小莲，自己愿意跟小莲成亲，毕竟小莲的青春年华耽搁不起，于守业一时无言以对。
于守仁向行动组长聂登魁布置任务，要继续追查李玉芬，还要监视每一个能接触到布防图的人。
周胜衣顾虑小莲嗓子刚好，见戏园子里只有三个听戏的，提出少唱几出儿。小莲不愿坏了梨园行儿的规矩坚持要唱满全场。于守业依旧来给小莲化妆，表白他对小莲的感情，祈愿他们的爱情能早日圆满。于守仁和妻子再次劝于守业放弃和周小莲在一起的想法，他们要替过世的父母操办他的婚姻大事，绝不许他娶一个戏子进门。
