《无悔追踪》是一部由尹力导演，王志文、刘佩琦、岳秀清、何冰等主演的国产剧。故事发生在1949年的北京，当时正值开国大典，城里人民沉浸在欢乐之中。与此同时，特务清查工作也在紧张进行中。
肖大力是土刀唐胡同派出所的新任所长，他忙着维持群众游行的秩序时偶遇了一个熟悉兵器的教书匠冯静波，并对他产生了怀疑。为了调查冯静波的身份，肖大力搬进了土刀胡同十五号院与他成为邻居。
原来冯静波真实身份是国民党特务代号5182，在恶霸四阎王的指使下开始执行任务。一天深夜，白眼镜前来交待任务时被肖大力等人击伤重伤临死前只说出5182几个字。肖大力认为这些线索表明冯有重要嫌疑，并让他注意四阎王的行动以便间接调查冯。
曾经在妓院做使唤丫头而后参加夜校扫盲班的大眉子对冯老师非常崇拜，经常主动为他做家务。为了掩护自己的身份，冯请肖大力帮忙媒介娶大眉子为妻。肖大力找到大眉子谈心时含蓄地提到了冯是特务的可能性，但是大眉子出身卑微并不在乎这些事情，她认为结婚与否完全由肖大力做主。
一次偶然中，肖大力听到从冯家传出一首用作暗号联络的乐曲后也购买了一台短波收音机，并费尽心思研究那首名叫《展览会上的图画》的曲子。在其他人看来他似乎着了魔。
冯从刘亚琴（肖大力之妻）那里得知此事后感到惊慌，并深知自己处境困难，只能默默应付这一切。他假装挖出壶金子并将活动经费捐给公共事业，并因此被评为抗美援朝积极分子。
聪明才智过人的冯静波遇见了校长女儿徐小妤，两人一见如故。小妤对冯的才华非常仰慕，而冯也深深地爱上了美丽又有知识的小妤。他们一起划船在湖上游玩时，面对小妤炽热的目光，冯感到快乐却也感到痛苦。他内心感到负罪并准备自首，但在肖大力面前却欲言又止。
晚上突然间冯消失了踪迹，肖大力紧张地认为他是畏罪潜逃。敏锐的刘亚琴直奔徐小妤宿舍，并撞见了这对偷情恋人。事情败露后，在家里一片混乱中，大眉子坚持要与那个破坏她家庭的女人理论。
最终冯鼓起勇气提出离婚，并遭到肖大力等人指责和阻挠。校长更以开除作为威胁不允许离婚发生。
愤怒之下肖大力将冯关进厕所让他好好反省历史问题。静波和小妤由于压力不得不黯然分手。
冯静波在学校从未有过激言行，是一个备受称赞的好老师，肖大力无法找出他的任何毛病，无可奈何。街道组织了宪法学习活动，请冯为大家讲解。面对镇压反革命的条文时，冯心生余悸。特务身份给予了他巨大压力，但他以忍耐方式度过了各种运动，并因为善良助人而被评为区劳模。
肖大力坚信冯是特务并将其诬陷成特务罪名被送进劳改农场，刘亚琴自杀身亡。偶然间大眉子发现了冯的委任状并私下将其焚毁。
四十年后，肖大力重新穿上警服，并一如既往地监视着冯静波的一举一动。此时的冯已经由优秀教师变成优秀校长，在做人方面感到坦荡和快乐同时也更加感到内心那块沉重石头存在。
肖大力之子新桅与冯静波之女抗美本是竹马关系却因父辈间恩怨无法走到一起。曾经给冯发委任状的四阎王如今成为海外合作项目的投资者，这让冯感到惊讶和困惑。
肖大力坚定不移的个性令冯深感自愧不如，也正是肖大力的所作所为让冯了解了共产党。最终，冯静波悔过自新并写信向大力自首，并在女儿扶持下走进公安部门的大门...