某市公安局刑侦大队新分配来一个警官学校的毕业生宁小宇，小流氓们故意把宁字拆开，叫她宝盖丁。这个外号越叫越响，以至于许多人不知道她叫宁小宇，却都知道宝盖丁。
刑侦大队队长余洛西为了考察宝盖丁，把一具无名女尸的案子交给她。刑侦大队的优秀警官左林曾在警官学校讲过课，是宝盖丁的男朋友。可令人不解的是，自宝盖丁分到刑侦队，左林对这个自己深爱着的姑娘却总是若即若离，这使宝盖丁非常苦恼。当宝盖丁接手无名尸案子后，左林表面依然冷淡，可暗中却在积极帮助宝盖丁的工作。
随着调查的深入，宝盖丁查出死者叫黑玫瑰，而一个名叫陶剑非的男人与她有着密切的关系，但却无法证明陶剑非就是凶手。这时，女流氓小烧饼在陶剑非的指使下，到公安局提供伪证，被宝盖丁识破并将其收审。宝盖丁了解到，小烧饼虽然已经堕落，但她的身世很苦。宝盖丁真诚、耐心地与她交谈，终于争取到烧饼的积极配合。
为掌握第一手资料，宝盖丁化装成一个女流氓打入了陶剑非的黑窝。在那里，宝盖丁接触到了形形色色的社会渣滓，也为探明案情找到了有力的证据。
根据宝盖丁的情报，刑侦队布下天罗地网，将这伙罪犯一网打尽。余洛西要求侦察员们务必活捉陶剑非。然而，在追击过程中，左林却开枪将陶剑非打死。原来，黑玫瑰是左林的妹妹，他们自幼离散，待他找到她时，她已经被陶剑非引入歧途。左林在狂怒中误杀了自己的妹妹，为此，他的内心极为痛苦。因此，当他追到陶剑非时便不顾一切地杀死了他，然后把枪口对准了自己。
