以陈毅市长等人民执政者为发展上海经济、保障上海的粮食供应夙兴夜寐，殚精竭虑，同时又要防止一系列国民党遗留间谍的破坏和颠覆。如何治理发展这个世界闻名的远东第一大都市，种种难题摆在了共产党人的面前。

此时的上海，聚集了大量社会游民，其中有难民、乞丐、盗贼、帮会分子、兵痞、妓女等，还有部分有待甄别身份的散兵游勇，形形色色。1950年2月6日，溃败到台湾的国民党派飞机猛烈轰炸上海，导致城区一度混乱，更加剧了新政权的执政困难。

为了保障城市的安全，同时也为了实现城乡结合的苏维埃新农庄的理想，陈毅市长批示决定，将收容的几千名游民立即送往苏北垦区四岔河，此地为上海管辖，属于上海的“飞地”，故被称为“北上海”。而部分潜伏特务也混在游民之中，伺机破坏垦区建设，同时也在启动全面破坏大上海的特务阴谋——“浊水”计划。

陈毅的警卫员肖天亮被老首长亲自点名，走马上任，作为军队复转干部前往苏北垦区任新人村村长，同时肩负着侦破敌特计划和建设垦区、改造游民的任务。

四岔河滩涂一片荒芜，渺无人烟，收容送来的数千游民成为这片垦区的第一批垦民。这些人组成复杂，目无法律，自由散漫，频频制造各种事端。这些事件又被敌特所利用，肖天亮面对着诸多急待解决的难题，同时自己的生命安全也时时受到威胁，一场艰苦卓绝又惊心动魄的较量层层展开。

从美国学成归来的大学生乔霞被作为技术员派到垦区进行育苗研究。但乔霞却是潜伏下来的带有绝密任务的特务分子。她和其他潜伏在此的特务，寻找“浊水计划”的特务名单。而这份名单就藏在垦民之一董丽娜的手中。

董丽娜曾是旧上海百乐门的红歌女，被特务头子杨汉宗收为义女。杨汉宗死后，他亲自密议的名单就无意中落到了董丽娜的手上。而董丽娜却浑然不知。于是，她一到垦区便被特务盯上。肖天亮一次次救其于危难之中，却不知道董丽娜就是以前的恩人董老伯的孙女“小茉莉”。而董丽娜早就发现肖天亮就是她失散多年的“天亮哥”。但是，人是物非，一个是曾为上海的歌女，一个已是垦区的带头人。地位悬殊，情感各异。董丽娜只能掩藏感情，处处回避，历经苦难的董丽娜哪有勇气让肖天亮知道自己不堪的过往。而肖天亮却已经渐行渐远……

在共同的工作中，肖天亮欣赏乔霞的知识和才干，对她产生了爱慕之情，而乔霞在学生时代的恋人陈哲也追随她来到垦区。肖天亮的爱情受到了考验。但是，乔霞为了报父仇，在特务上级的指示下必须与肖天亮结婚，以更好地掌握垦区与上海来往的情报，最凶险的后续一招是准备在婚礼上对前来垦区视察的陈毅实施刺杀……

命运弄人！婚礼的举行在董丽娜、陈哲等人的心中掀起了惊天波澜！陈哲当场切腕自杀；董丽娜也突然失踪……

肖天亮、乔霞婚没结成。乔霞也趁机找借口与肖天亮分居。两人在争吵之后，肖天亮住进了游民集体宿舍。

而垦区的工作也不断面临挑战，由于缺乏经验，肖天亮在工作中急躁冒进，导致水利工程失败，致使战友牺牲，垦民逃跑……肖天亮被停职。事业、婚姻双重打击，让肖天亮陷入人生的最低谷……

但是，绝不认输的肖天亮开始了绝地反击！虚心求教“老土地”高三舅，从他那里获得了苏北第一代垦荒者、民国时期最著名实业家的张謇的苏北开发计划书。他找到了这片广袤土地开发的一把钥匙，他开始有了信心，但是，他却遭到了垦区另一领导干部钟维的质疑……

偏偏祸不单行，董丽娜为了帮肖天亮打抱不平，花钱买动部分游民罢工，以此向钟维示威。钟维对肖天亮二罪归一。肖天亮必须绝处逢生……

为了寻找逃散的游民，肖天亮立下军令状，他和乔霞一起回到上海找人。恰恰这次上海之行，让乔霞发现了自己父亲死亡的真相，杀父仇人不是中共，而是国民党保密局。乔霞震惊、痛心、自责，她竟然被真正的仇人利用，成为背叛爱情、背叛亲情的罪人，并为仇人卖命！而此时，善良的陈哲又被特务杀害，新仇旧恨煎熬着乔霞，她亲手枪决了利用她的特务头目蒋文彪，并想以自己的死来赎罪，但是，机缘巧合，她又没有死成。她最对不起的是肖天亮。她想实现和肖天亮的“圆房”的梦想，但是一切都已经为时已晚……

肖天亮通过种种迹象，发现了乔霞和其他特务的行动，安排计策，配合上海警方，打入敌特内部，九死一生，端掉特务巢穴，解救出更多的游民。

肖天亮希望乔霞能够迷途知返，却不知道乔霞正被特务头子“斧头”胁迫，无法向肖天亮坦诚一切，肖天亮万分失望……

肖天亮被罢官之后，住进垦民之中，在与垦民们的碰撞中，不断相互理解，终于由最初的对抗到逐渐配合。

越来越多的垦民也把自己当成垦区的主人，积极投入到垦区的建设中。董丽娜更是在肖天亮的帮助下戒掉毒瘾，重新唤起对生活的憧憬。她对肖天亮的感情也越来越深，但是肖天亮已经是有家之人。她只能将深沉的爱意埋在心底……

残余的敌特仍然蠢蠢欲动，最终，密藏在董丽娜皮箱内的敌特计划——“浊水”名单被找到，肖天亮按照名单清除了所有特务，而乔霞却在这个过程中为了帮助肖天亮保护名单而献出了生命，以最沉重的代价实现了自我救赎……

改造和建设任重道远，北上海垦区能否成为上海的粮食后备基地？苏维埃新农庄的人与人之间、人与自然和谐的理想能否实现？大量的垦民能否被改造？而肖天亮等党的基层干部的灵魂在实践工作中又受到怎样的煎熬与升华？他们的爱情生活又怎样与复杂的斗争交织并多彩？《北上海 1950》精彩演绎，引人入胜。