1936年，周口店再次发现“北京人”头盖骨化石，这一发现震惊了国际科学界。对此觊觎已久的日本政府派出情报人员伊藤及助手世野井到达北京，利用潜伏在北京协和医学院的间谍，企图窃取化石。中共获此情报后，指示地下党员魏道培和医学院教师王福明暗中保护“北京人”化石。抗战爆发在即，为保护化石安全，南京政府与美方控制的协和医学院共同决定将化石转移到北京花旗银行金库。围绕化石的转运工作，魏道培、王福明，国民党情报人员刘文杰，以及医学院教师章广生、肖楠楠、福格尔等人，与日本情报机构展开了一场斗智斗勇的较量。经过魏道培、王福明等人的精心策划和安排，医学院有关人员抢在“七七事变”爆发之前，将“北京人”化石最终安全地转移到了花旗银行金库。

抗战全面爆发后的1941年，占领了北京的日本人一方面胁迫章广生等人在周口店发掘化石，一方面为夺取已经运回协和医学院的“北京人”化石继续寻找机会。已成为驻北京美军陆战队翻译的魏道培接到指示，和王福明一起再次肩负起保护化石安全的使命。日方以间谍冒充美方科学家福格尔的新助手安妮，进入了协和医学院，使得“北京人”化石的安全岌岌可危。鉴于情况危急，中方政府与美方达成协议，准备将“北京人”化石全部转运到美国。为了挫败日本人的阴谋，王福明以生命为代价，保护了真正的安妮，使日本间谍原形毕露。王福明的壮烈牺牲震撼了章广生，使其勇敢地担负起了王福明生前的使命。魏道培等人一方面调查仍然潜伏在医学院内部日本间谍的蛛丝马迹，一方面协助医学院和美军陆战队安排化石的转运工作。“珍珠港事件”前夕，在挫败了伊藤和世野井的一系列阴谋之后，化石得以安全地转移到陆战队军营，作为医学院内部的日本间谍刘文杰的身份也随之暴露。太平洋战争爆发，“北京人”化石在从北京向秦皇岛美军基地转移的途中不翼而飞，从此下落不明。