《梅花档案》从龙飞在图书馆整理旧书时发现一本夹着梅花图的古籍开始，他本来只是普通的文化局工作人员，可那本古籍里夹着的梅花图不是普通的画，图上画着五瓣梅花，每一瓣上都写着一个名字，龙飞觉得不对劲，他把图交给上级，上级看了一眼就变了脸色，说这件事你不要再碰。龙飞没有听，他开始暗中调查，发现那本古籍来自一个已经去世的老教授，老教授死前留下了一封信，信上写着梅花党三个字，龙飞顺着线索找到老教授的女儿白薇，白薇是图书馆的管理员，安静、温柔、喜欢穿白衬衫，她第一次看见龙飞的时候就问他你是不是来找我爸爸的东西，龙飞说你怎么知道，白薇说我爸爸说过，迟早会有人来找。龙飞和白薇一起翻找老教授的遗物，在阁楼里找到一个铁盒子，盒子里有一份名单，名单上的人分布在各个单位，有的是老师，有的是医生，有的是政府职员，龙飞把名单交给公安部门的肖克，肖克是他的老搭档，两个人开始逐一排查，发现名单上的人都在不同时间接触过一份叫梅花档案的文件，那份文件里藏着国民党撤离时留下的潜伏特务名单和破坏计划。南云是医院的护士，她也是名单上的人，可她不是特务，她的父亲才是，父亲在解放前被迫加入梅花党，后来想退出，被组织追杀，南云从小跟着父亲东躲西藏，她以为自己已经摆脱了，可梅花党的人还是找到了她，让她继续完成父亲没做完的事，南云不肯，他们就用她母亲的命威胁她。龙飞在调查中越来越接近真相，他发现白薇的父亲其实就是梅花党的核心成员之一，白薇一直知道父亲的身份，却选择替他隐瞒，龙飞问白薇你为什么不说，白薇说我爸爸已经死了，龙飞说可他的组织还活着，白薇哭了，说我不想变成他。肖克在一次跟踪中被梅花党的人打伤，龙飞一个人继续追查，他发现梅花党的最终目标是破坏一座大型水库，如果水库被炸，下游几十万人都会遭殃，龙飞带着人赶到水库，和特务展开枪战，南云在关键时刻反水，帮龙飞挡住了子弹，白薇也赶到现场，她站在父亲的老部下面前，说你们要杀就先杀我，特务头子犹豫了，龙飞趁机扑上去把人制服。水库保住了，梅花党被连根拔起，南云因为立功被宽大处理，白薇离开了图书馆，去了一个没人认识她的地方，龙飞站在空荡荡的图书馆里，手里拿着那本古籍，梅花图还在，可上面的人名已经全部被划掉了。《梅花档案》把反特、卧底和身份挣扎绑在一起，让每一次翻书都像在拆一颗炸弹，观众看着龙飞从一本旧书查到一座水库，会明白梅花档案最危险的不是那些特务，是那些明明知道真相却不敢站出来的人。主要角色名称包括龙飞、白薇、南云、肖克、黄栌、刘吉祥、赵处长和白薇的父亲，而《梅花档案》最后让龙飞把古籍放回书架，阳光从窗户照进来，梅花图上的五瓣梅花在光里显得很安静，龙飞转身离开，图书馆的门轻轻关上。