该剧讲述了95后新兵张能量（陈晓饰）和黄晓萌（张雅钦饰）进入部队后遇到老兵班长牛努力（王雷饰）和特种兵杨俊宇（吴樾饰），新兵和老兵在一次次的观念碰撞中，不断经受磨砺、收获成长，最终成为新时代坦克兵的故事。通过记录军改时期九旅从“装甲九旅”变为“合成九旅”的改革历程，从普通军人的赤子之心折射出大国雄起的强军梦，抒写当代青年的爱国情怀。
木皿花枝（清原果耶饰）原本以空手道的日本代表为目标，却突然梦想破灭陷入了人生的低谷。至今只专注于空手道，从未恋爱过的花枝，遇到了比赛前必听的胜负曲的作者芦田春树（间宫祥太朗饰）。芦田现在是落魄的昙花一现的音乐人，工作也差点被炒鱿鱼。这样的2人从意外的契机开始挑战“虽然是谎言但认真的恋爱”。从小对花枝一心一意的青梅竹马夏川慎吾（菊池风磨饰）也卷入其中，不久便发展出三角关系的恋情。但是花枝抱着谁也不能说的“秘密”，决定“这是人生最后的恋爱”。
20世纪30年代，抗日战争爆发，中华民族到了生死存亡的危机时刻。出身军阀家庭的孟云霄（王新军 饰）此前曾在慕尼黑军校接受了最为严苛的训练和磨砺，中日开战的消息将其带回祖国，谁知所乘的飞机却被日军击中，迫降在国、共、日、匪多方势力犬牙交错、凶险非常的凤凰山。在此期间遭遇了杀人如麻的蛇蝎美女匪头火凤凰（李彩桦 饰）以及多才多艺善良美丽的八路军文工团长李淑蔚（秦海璐 饰）。几经波澜，孟云霄加入匪帮，平定四方的土匪势力，更与八路军以武会友，把酒言欢。在此之后，李淑蔚被孟云霄用十挺机枪换上山，割据一方的土匪势力却在儿女情长、民族大义的感召下成长为一支抵抗外敌入侵的生力军。
侦探汉娜·莱恩 (Hannah Laing) 与特立独行的侦探比利·默多克 (Billy Murdoch) 联手，拼命保护她的儿子克里斯蒂安。
在城里当导游的大顺，因为母亲病重被急召回家。母亲预感自己生命不长，劝求大顺娶多日照顾自己的凌花，但大顺已经和大凤好上了，为了满足母亲不得不和两个姑娘商量，与凌花假结婚。没想到，母亲的病痊愈了，凌花觉得假戏真做有希望，大顺和大凤却着了急，闹出了很多笑话。
《天衣无缝》改编自张勇的小说《贵婉日记》，本作也是继《一触即发》、《伪装者》后“谍战三部曲”的收官之作。故事背景和《伪装者》相同，时间线稍微提前。
