《枪声背后》讲述一九四九年五月，上海成了烈焰之上的一块铁砧。国民党军队开始全线溃退，解放军先遣部队即将入城。军统局军情处副处长罗康，是打入敌人内部的中共地下党员。在这最危急的关头，他冒着暴露的危险得到了军统潜伏特工名单。罗康的搭档、地下党特工叶正龙（聂远饰演）接到密报，赶去与罗康接头并取回名单，不想却被另一突发事件打断敌特企图炸毁沪江电厂。叶正龙奋勇救险，保住了电厂。叶正龙回头寻找罗康，才知他已被解放军先遣连连长高青山（张译饰演）带走，并误将他当作特务关入战俘营。为证实罗康的身份，叶正龙立即找到上海地下党组织。当叶正龙拿到证明材料的时候，一只黑枪已经瞄准了罗康。罗康在战俘营中被暗杀了。叶正龙根据罗康死前留下的线索，火速赶往图书馆去取藏在那里的军统潜伏特工名单，名单却不翼而飞……
上海解放了，叶正龙的地下工作结束了，他加入新成立的沪江公安局，成为一名公安战士。究竟是谁向罗康开的黑枪？那份名单又落在谁的手中？这黑枪背后潜藏的又是怎样的阴谋与杀机？叶正龙不顾一切艰险，单枪匹马杀入重重雾霾。他一步步接近真相，又一次次陷入更大的阴谋当中，当谜底即将揭开，叶正龙同时也将自己置于最危险的境地……
