《我叫任非凡》讲述了中医世家魁医堂少主任非凡（吕昀峰 饰），被陷害入狱四年后，回到北市，查出任家被害的真相，揪出幕后黑手王氏药企，并重振魁医堂，抵抗外资势力对中医文化遗产入侵。同时讲述了任非凡与未婚妻许若锦（王俊笔 饰）四年后再度相见，在点滴相处中两颗心重新靠近，任非凡在内忧外患的局面中，与许若锦携手，相互信任，相互扶持，共同前行。
故事发生在东北一个叫做源江县的地方。在"远看春草近却无"的播种季节，源江县秀水乡永平村的农民抢种了村里的机动地。然而好景不长，正当农民们沉浸在"见苗三分喜"的喜悦之中时，乡长华兴宇指示永平村村主任李林伙同地痞郑三等，集中全乡的拖拉机将遍地青苗毁于一旦。
阿莱克斯含冤入狱，18 年后被释放。出狱后，他一心想要向罗道夫·拉兹卡诺复仇，正是此人惹出的命案导致他被冤判。然而，阿莱克斯对拉兹卡诺家的小女儿爱丽莎产生了感情，事情变得复杂起来。他发现罗道夫是清白的，而另一个巧妙地隐藏在暗处的人才是让他蒙冤的元凶。
1940年的上海，代号“梅花四”的中共地下党员陈家平执行任务时，在险些暴露的紧急关头，与曾经的未婚妻左双桃偶遇。此时的左双桃已经是国民党军统特工，执行刺杀任务失败，也在寻找脱困办法。彼此不知道对方特工身份的两人，凭借当年的默契应对日本人的严密盘查，最终以情侣身份惊险过关。日本人出于对两人伪装情侣的怀疑，随即逼迫两人结婚，左双桃也将计就计进入商行工作。此后陈家平一边完成任务，一边应对未能消除的身份危机，还要一边试探左双桃的真实身份！斗争日益残酷，最终家平发现双桃是军统特工“红桃五”，左双桃也发现了家平是中共特工“梅花四”。左双桃通过对两党抗日态度与贡献的深入了解，在共产主义信仰的感召下，最终选择和陈家平一起战斗。他们历经考验，在党组织领导下完成艰巨的任务，一起踏上新的征程。
