某大都市的刑警队在“科技强警”的背景之下，侦查技术人员深入侦查工作第一线，与侦查员一起，面对一个个带有鲜明时代特征的罪案，他们以丰富的知识，敏锐的目光，缜密的推理，高超的科学手段，艰苦的调查，一次次准确及时地寻找出犯罪嫌疑人，使案情大白于天下，惩恶扬善，维护社会的秩序和法律的尊严。该剧塑造了一群新型的公安干警形象：公安院校的硕士生、曾在苏格兰场受训的刑警队队长陈元；端庄秀丽的女法医王岚；技术神童王小光等等，都是以往公安题材电视剧所未曾表现过的崭新人物形象。
杨灿（朱雨辰 饰）的父亲去世之前唯一的愿望就是能够看见儿子加入特战队，杨灿以自己的行动完成了父亲的遗愿。在特战队中，杨灿遇见了名为那敏（王力可 饰）的女教官，两人唇枪舌战，相持不下。之后，杨灿结识了毛晓波（李浩轩 饰）、塔西（张晶 饰）和老黑等战友，在艰苦的训练和危机重重的实战中，一群志同道合的伙伴们结下了深厚的友谊。 那敏的前男友历剑锋（王斑 饰）回到了连队中，他的回归搅乱了那敏和好友石雨（孙艺铭 饰）的心绪。与此同时，杨灿和那敏不打不相识，随着时间的推移彼此之间竟然也碰撞出了别样的火花。一帮热血青年们为了保家卫国挥洒着他们的汗水与血泪。
罗琦琦（赵今麦 饰）从小生活在外公身边，小学时罗琦琦被接回到汉南与父母生活，却因为妹妹自己在家中不再那么受宠爱。一次偶然，在游戏厅结识了亦师亦友的玩伴许小波（白宇帆 饰），后又因奥数与同班同学张骏（邬家楷 饰）相熟。随着张骏童年变故的发生，两人因误会疏远。而姥爷的去世、小镇的封闭孤立也让罗琦琦的性格变得孤僻。罗琦琦16岁时一心想要离开，在许小波、陈劲（余承恩 饰）等人的引导下，她逐渐发现藏于心底的梦想和对知识的渴望，她想上大学。即便罗琦琦的性格始终与学校、家庭不容，她也决定留在这里继续学习。在经历了好友葛晓菲（张昕懿 饰）失踪、小波的离开、与关荷（赵昭仪 饰）的竞争、和张骏的断交。青春里的人和事随着罗琦琦以优异成绩考入清华后，一切渐行渐远，这便是一个女孩如何与世界和解，与自己和解的成长故事。 剧集改编自桐华的同名小说《那些回不去的年少时光》。
