故事发生在1945年的陪都重庆。国民党特训班学生许忠义（沙溢 饰）因留级奉命进入沈阳的军统组织，他的任务是打入中共部队做卧底，军统沈阳站特务头子陈明（赵纯阳 饰）不明就里，对许的突返东北心存疑虑，许忠义设局巧妙地化解了陈的猜疑…

即将初中毕业的园园（虞梦 饰）、晓文（姬晨牧 饰）、眼镜（陶冶 饰）和蓓蓓（何凌 饰）是形影不离的好伙伴，其中三人的父母都当警察。暑期将至，园园的爸爸在执行任务时不幸牺牲，她发誓要找到杀害爸爸的凶手，伙伴们决心陪她一起调查。…

《读心探案》是一部刑侦社会剧，讲述新一代公安刑警，运用犯罪心理分析和网络时代新科技，刻画作案动机，侦破离奇疑难案件的故事，堪称一部当代犯罪心理侦破实录。