《國家機密2》是由中央電視臺文藝中心影視部、國家安全部國安影視中心、江蘇中天龍文化傳媒有限公司和南京廣播電視集團聯合攝製。該劇由安建執導，谷智鑫、李悅溪、於恆、溫崢嶸、丁勇岱、鮑國安等主演的反間諜題材電視劇。
林雲飛（谷智鑫飾）在處理一起普通的盜竊案時，發現異常，迅速報告了八所處長洪子城（丁勇岱飾）。洪處長意識到這很可能是一件間諜案，決定接手此案施。在對八所的有關人員進行甄別排查時，發現張銓有重大嫌疑，就在將要對其進行詢問時，張銓突然被殺。與此同時，上級通報，失竊情報可能在48小時內透過衛星自動發射。時間一分一秒地過去，案件毫無進展。
就在失竊情報即將自動發射的關鍵時刻，林雲飛運用特殊的偵察手段，使代號“無麵人”的境外間諜分子不得不低頭認罪，外線偵察員也成功地截獲了失竊情報。正當大家慶賀勝利時，又傳來國家航天重點科研機構——動力所的重要科研計劃已經被洩露到了境外的訊息。
在案情分析會上，關廳長帶來了年輕女偵察員石慧（李悅溪飾），並宣佈她為偵察科新科長，負責專案組的偵破工作。這讓兩個鉚著勁的副科長林雲飛和董智超（於恆飾）很不解。為了便於偵破此案，處裡決定派林雲飛以動力所辦公室副主任的身份進入動力所，進行跟蹤偵察。並對動力所進行了一次全面的安全檢查，不想發現火箭燃料K1樣品少了。林雲飛非常自責在自己眼皮底下K1樣品丟失，回想在動力所的每個細節，一個重要人物也出現在自己的眼前。經過嚴密的偵察、分析，證實了林雲飛的想法，是動力所工程師袁知方（張先衡飾）監守自盜，其背後一個代號為“戴安娜”的境外間諜小組浮出水面。
隨著偵察的進一步深入，一個神秘女人出現在偵察員的視線內。此人就是與林雲飛有過交往的TTC公司董事長金夢（溫崢嶸飾）。金夢對林雲飛有“副省長”親戚的特殊背景很感興趣，正力請林雲飛到TTC公司工作。石慧建議趁此機會，派林雲飛打入TTC公司，近敵偵察。
境外間諜組織指示金夢對林雲飛進行了嚴密的考察，在石慧等偵察員的密切配合下，林雲飛逐個化解了一次又一次的危機，也逐漸取得了金夢對自己的信任，只是負責組織安全的王躍龍（熾龍飾）對林雲飛仍不放心。正當林雲飛在TTC公司逐漸順利展開工作時，動力所的火箭燃料樣品K2配方又被竊取了。
種種跡象表明，在八所和動力所發生的一系列案件，只是境外間諜組織此次行動的序曲，更大的陰謀正悄悄地展開。
《國家機密2》是由中央電視臺文藝中心影視部、國家安全部國安影視中心、江蘇中天龍文化傳媒有限公司和南京廣播電視集團聯合攝製。該劇由安建執導，谷智鑫、李悅溪、於恆、溫崢嶸、丁勇岱、鮑國安等主演的反間諜題材電視劇。
林雲飛（谷智鑫飾）在處理一起普通的盜竊案時，發現異常，迅速報告了八所處長洪子城（丁勇岱飾）。洪處長意識到這很可能是一件間諜案，決定接手此案施。在對八所的有關人員進行甄別排查時，發現張銓有重大嫌疑，就在將要對其進行詢問時，張銓突然被殺。與此同時，上級通報，失竊情報可能在48小時內透過衛星自動發射。時間一分一秒地過去，案件毫無進展。
就在失竊情報即將自動發射的關鍵時刻，林雲飛運用特殊的偵察手段，使代號“無麵人”的境外間諜分子不得不低頭認罪，外線偵察員也成功地截獲了失竊情報。正當大家慶賀勝利時，又傳來國家航天重點科研機構——動力所的重要科研計劃已經被洩露到了境外的訊息。
在案情分析會上，關廳長帶來了年輕女偵察員石慧（李悅溪飾），並宣佈她為偵察科新科長，負責專案組的偵破工作。這讓兩個鉚著勁的副科長林雲飛和董智超（於恆飾）很不解。為了便於偵破此案，處裡決定派林雲飛以動力所辦公室副主任的身份進入動力所，進行跟蹤偵察。並對動力所進行了一次全面的安全檢查，不想發現火箭燃料K1樣品少了。林雲飛非常自責在自己眼皮底下K1樣品丟失，回想在動力所的每個細節，一個重要人物也出現在自己的眼前。經過嚴密的偵察、分析，證實了林雲飛的想法，是動力所工程師袁知方（張先衡飾）監守自盜，其背後一個代號為“戴安娜”的境外間諜小組浮出水面。
隨著偵察的進一步深入，一個神秘女人出現在偵察員的視線內。此人就是與林雲飛有過交往的TTC公司董事長金夢（溫崢嶸飾）。金夢對林雲飛有“副省長”親戚的特殊背景很感興趣，正力請林雲飛到TTC公司工作。石慧建議趁此機會，派林雲飛打入TTC公司，近敵偵察。
境外間諜組織指示金夢對林雲飛進行了嚴密的考察，在石慧等偵察員的密切配合下，林雲飛逐個化解了一次又一次的危機，也逐漸取得了金夢對自己的信任，只是負責組織安全的王躍龍（熾龍飾）對林雲飛仍不放心。正當林雲飛在TTC公司逐漸順利展開工作時，動力所的火箭燃料樣品K2配方又被竊取了。
種種跡象表明，在八所和動力所發生的一系列案件，只是境外間諜組織此次行動的序曲，更大的陰謀正悄悄地展開。