1967年2月，一天上午，广州白云机场工作人员林华和往常一样，对来往的旅客进行安全检查。一个外国人提着行李箱出现在林华的面前，起初他并没有在意，这里每天都会有外国人出入。
可一个不经意的发现，让林华感到事情有些不对。这个外国人衣着讲究，看起来不是一般的人，可他的行李箱中，却放着两只老鼠。林华觉得很奇怪，他立即和同事检查了这位旅客的行李。
在一个厚厚的大皮箱里，特意放着两只看起来很普通的老鼠，一般人可做不出这种事情。林华立即询问这位旅客，看到安检人员发现了老鼠，外国人显得有些惊讶。他很快就镇定下来，表示自己非常喜欢研究老鼠，他这次来到中国，想带两只中国的老鼠，拿回家乡去研究。
这样的说辞，自然骗不了经验丰富的林华，他觉得事情不简单，只是自己没权力调查此人。于是他想了一个好办法，他让同事想办法先稳住此人，不让他离开，自己赶紧打电话通知了上级。
这件看似普通的事情，很快就引起了北京公安部敌特处负责人张文奇的重视。当时的中国并没有完全开放，出入境的检查比较严密，白云机场是大部分外国人离境前最重要的一个检查站。
自新中国成立后，许多外国间谍以做生意等名义，潜入中国从事间谍工作。张文奇就专门负责外贸工作中的敌特调查，因此得到消息后，他立即觉得事情有一些蹊跷。他当即准备从北京飞往广州亲自调查，可白云机场那边有些顶不住了。男子被暂时留住后，情绪非常不好，以各种理由要求放他离开。
机场那边没有太多的理由留住他，张文奇想到他们只是发现两只老鼠，并没有实际的证据能证明男子携带这两只老鼠有什么危害。于是他就打了招呼，让机场那边先放人，只是人可以放走，老鼠不能带走。
机场并没有合适的理由能把老鼠扣下，张文奇就想了办法，他让工作人员去抓了两只普通的老鼠，把那人携带的老鼠调包。就这样，该男子带着老鼠离开了中国，可他原本携带的老鼠，已经落到了侦查人员的手里。张文奇抵达广州后，一面组织对该男子的调查，一面找到相关专家研究这两只老鼠。
这个男人名叫乔治·瓦特，他此行要前往香港，瓦特是兰州一家化工公司的技术专家。在当时，国内一些公司会进口外国的先进设备，只是自己的技术有所缺陷，一旦设备出现了故障，只靠公司自己的技术人员无法修理，一些公司便会请求进口设备的公司，派出相关的专家到这边指导工作，一旦发生故障，有这些专家在能及时修复。
瓦特便是因此被派到中国的，他在兰州工作了一段时间，在当地人缘非常好。这次他离开是申请外出度假，瓦特随身携带的两只老鼠，在专家的检查后，并没有发现出异常，老鼠体内没有什么其他东西，身上没有携带病毒，完全就是普通的老鼠。
得到这个结论后，张文奇又看了一遍瓦特的履历，突然一个不好的猜想浮现出来，只是他没有声张，等瓦特度假回来后，张文奇便做好了伪装，到瓦特工作的单位进行考察。
他有意无意与瓦特接触，很快就发现了一些不寻常的地方。这位瓦特看起来是技术专家，可他很少会回答技术方面的问题。张文奇以考察人员的身份，请他回答一些关于尼龙的技术问题，瓦特支支吾吾勉强答上。这下张文奇心里断定，此人绝对是一个假专家，因为瓦特的回答，是完全按照英国公司提供的技术材料背诵的。
随后，张文奇继续深入到公司内部调查，很快就发现了更多不寻常的地方。原来这个瓦特自称是英国人，可在一次喝醉的时候，却说自己的家乡在美国，他经常会说出一些带有美国腔的语言，明显是掩饰自己的身份。
公司专门为瓦特提供了住所，还给他安排了专车。瓦特倒显得非常接地气，平日不坐专车，喜欢骑着自行车在工厂周边四处转悠。他还以旅游为借口，经常到兰州周边地区游玩，有时候一整天都待在外面。
结合现有的这些信息，张文奇印证了自己的猜想，瓦特绝对是一名间谍。他来到兰州，是为了中国的核武器。他想到了那两只检疫后一切正常的老鼠，于是让工作人员将老鼠送去研究所，检测老鼠身上的状况。
果然，在老鼠的身上有不同程度的放射性物质。张文奇的猜想被彻底证实，他立即通知了敌特处，布置人手严密监控瓦特的一举一动，等待时机抓捕瓦特。不过，瓦特作为一个潜伏很久的间谍，他相当警觉。张文奇为了不打草惊蛇，还想看看瓦特背后有哪些潜伏的人物，于是就假意放松了对瓦特的监控。
很快，瓦特的妻子从香港来到兰州看他，这引起张文奇的重视。他立即将兰州的情况上报，公安部得知敌人的间谍正准备获取核武器的情报，大家不敢怠慢，立即将此事报到了中央。
周总理作为核武器研究的主要负责人之一，曾经中共的王牌情报员，早年丰富的情报工作，让他意识到这件事背后必然牵扯了一个大的团伙。
于是他立即作出指示，让张文奇等人不急着抓捕瓦特，要放长线，钓大鱼。得到总理的批示，张文奇继续隐藏在工厂中，随时监视着瓦特。
瓦特的妻子来到内地，还带着她与瓦特的孩子。老辣的张文奇立即从他们俩人接触的神情看出，这俩人是假夫妻。等到瓦特妻子探亲结束，张文奇一路跟到了机场，在他的指示下，检查人员对瓦特妻子的行李进行了严密搜查。
很快，张文奇发现了一个不寻常的物件，那是一个毛主席的镜框。虽然这个东西在国内很常见，但外国人很少会对此特别感兴趣。张文奇抱着试一试的心态，让人检查了镜框，果然，他们在镜框的后面取出了一份地图，里面是兰州原子弹工业基地的详细地图。
随后，他们又在瓦特孩子的玩具里，发现了一个微型胶卷，这里面居然是兰州的军事地形图。
至此，这桩间谍大案被成功侦破，瓦特夫妇当即被逮捕。这俩人受过专业的间谍训练，在被审讯期间，以各种方式推卸责任，否认从事间谍活动。虽然手头上的证据已经足够证明他们俩人的罪行，但上级经过商议，认为此事要慎重处理。
瓦特潜伏在兰州很长时间了，能一直隐藏自己的身份，从事间谍工作，他肯定还有其他人协助。挖出了瓦特夫妇，并不代表兰州就真的安全了，没准在当地，还有瓦特的同伙在，若是立即处理此事，必会打草惊蛇，瓦特的同伙们有了准备，再想找到他们就非常困难了。
张文奇便继续对瓦特周边人进行调查，他很快就发现了问题。瓦特来到中国，是以英国专家团成员的身份，在这个团队里还有很多的专家。经过长期的观察，专家团里一位叫迪卡特的人引起张文奇的关注。
此人在兰州期间，和瓦特一样，经常喜欢骑着车到附近转悠，他还时常到军事设施附近拍摄。发现异样后，张文奇这次果断行动，趁着他一次外出拍摄军事设施的时候，当场将他抓获。
随后他将迪卡特软禁起来，派人严密监控，看看谁跟迪卡特有接触。很快他们就有了重大发现，有人经常在迪卡特被关押的附近转悠，还给迪卡特递过一些纸条。
张文奇反过来追踪这些人，最终查到了这次间谍行动的主要负责人，他便是专家团的团长许林德。此人得知迪卡特落网后，心里非常着急，冒着危险派人给迪卡特传递信息，要求他自杀。
没想到他们传递的信息被侦查人员截获，反而让他们全部暴露。通过对迪卡特住所的搜查，他们发现大量恶意诬告中国政府的材料，看起来间谍打算利用这些东西做文章。不过此事并没有结束，张文奇将调查结果向上级汇报，中央立即做出部署。
很快，在许林德准备回国的时候，埋伏的侦查人员将他抓捕归案。和之前的瓦特一样，许林德的衣服上沾有很多放射性物质，看起来他想用这种方式把秘密带走。被捕之后，许林德等人把一切真相都交代出来，和张文奇猜想的一样，他们就是为了原子弹来的。
至此，这起特大间谍案被顺利侦破，中国的重要机密被保护下来。在这起案件中，张文奇等人的敏锐洞察力起到了决定性的作用，他们利用一个不经意的事情，顺藤摸瓜最终查出了这桩大案，确实太厉害了。