白一飞是个什么都管的学者，他同徒弟王好学、师母依媚，要以科学精神去破除迷信。新来报到的巡捕陈忠道是个热血青年，发誓要把巡捕房的陋习改变，学西医的女学生许如侬对各种事物都有好奇心，白一飞、陈忠道和许如侬在一次行动中认识了，三人结为好友。神秘的大蝙蝠在上海的夜空中出现，引出一连串迷离的案件。。

姚瑶是富商姚华生的掌上明珠，姚华生和巡捕房局长姚发是亲兄弟，偶然机会下，姚瑶认识了陈忠道，两人一见倾情。但陈忠道却对住在隔壁的邻居许如侬暗暗倾慕，两人同时参加了"灵异研究学会"，每星期定期在依媚开设的酒吧举行例会。陈忠道的下属骆宾是个神枪手，外表看来懒散，但却身手不凡。一旅客神经错乱在旅馆中伤人，骆宾施展百步穿杨绝技，救了陈忠道一命，两人结为好友。

白一飞的学生王好学对许如侬有好感，白一飞鼓励王好学大胆追求。姚瑶为了争取和陈忠道见面的机会，邀请他参加姚华生的生日宴会。许如侬是姚瑶的好朋友，她知道姚瑶对陈忠道有意思，不住地向陈忠道叙说姚瑶的好处，令陈忠道不知所措。一天，许如侬回到家中，发现父亲许朋男扮女装出现，吓了一跳，但父亲却像无事发生一样，神情诡异。

姚瑶到巡捕房找陈忠道，众人对陈忠道的态度顿时大改，姚华生生日宴会在私人会所举行。宴会达到高潮的时候，大群变种的蝙蝠出现，场面变得失控，白一飞驾驶自己制造的飞机追蝙蝠到夜总会，令事情更加不可收拾。骆宾开枪打死一只蝙蝠，并将蝙蝠赶走，姚华生因心脏病发作，昏倒在地。

神秘医生出现，把姚华生从鬼门关救了回来，跟着失去了踪影。正当众人要找出这个神秘的救星的时候，许如侬发现这人是医学院新来的教授叶玉树。许如侬为了鼓励姚瑶大胆追求爱情，讹称自己也喜欢陈忠道，让姚瑶非常着急。许如侬在和叶玉树的相处中，不知不觉被叶玉树高明的医术所吸引。青衣巷是个花街之地，突然发生了命案，让本来已繁忙的巡捕房工作更是繁重。

陈忠道忙于应付青衣巷的凶杀事件，怀疑是复仇的案件，不知道这案件其实和蝙蝠咬人事件有极大的关联。姚华生邀请陈忠道回家中，答谢陈忠道的救命之恩。不料姚华生突然发狂，后被陈忠道打晕。白一飞将蝙蝠尸体进行解剖后发现蝙蝠是有人饲养的，蝙蝠咬人事件是一项有预谋的报复。

王好学觉得叶玉树对于他追求许如侬是个很大的威胁，正在埋怨之时，被一神秘的黑衣人打晕，蝙蝠尸体被抢走。王好学对许如侬死缠烂打，并向白一飞讨教追求许如侬的办法，但白一飞不停地向王好学泼冷水。青衣巷又一次发生命案，一时间弄得人心惶惶，风声鹤唳，陈忠道只有下令封闭青衣巷，争取时间查明真相。

许如侬被王好学弄得哭笑不得，最后只好当面拒绝了王好学。王好学以为是陈忠道从中作梗，相约陈忠道在海边铜像处决一死战，但陈忠道却没放在心上。从此以后王好学精神萎靡不振，一心一意想着她，白一飞看在眼里痛在心里。青衣巷因为封闭了，青楼妓院的生意下降，巡捕房局长姚发一直和黑道中人勾结，下令要把青衣巷解封。

陈忠道表面上是受了压力，解封了青衣巷，其实是想让那杀手放松戒备，乘机缉捕他。原来杀手是一个暗恋着青楼妓女小红的壮汉，那些死者都曾对小红不敬，他要把欺负她的人都消灭掉，陈忠道知悉死者在死前都见过小红，向小红问讯。杨又打扮成女人模样上街，侬发现父亲踪影，跟踪至一条深巷。但杨对发生何事一无所知。

许名扬回家后要杀许如侬，后被隔壁的陈道制服并送往医院检查。许名扬不停地产生幻觉，认为侬母将自己杀死了。陈忠道给青衣巷的杀手袭击，差点没命，跟骆宾一起追查小红，就在小红的住所跟杀手相遇，爆发冲突，结果杀手被杀掉，案件似乎告一段落。但原来这死者又是一个替死鬼，真正的杀手仍然在逃，杀手离开的时候，天空出现了无数的蝙蝠，气氛诡异。

许工发现棺材里没有尸体，大家到医院调查，不料停尸间突然飞出一只大蝙蝠，将王好学咬伤后离去。王好学被检查出血液中有不知名的病毒，同时王好学也和许名扬一样经常性的产生幻觉。陈忠道母亲陈大娘发现陈忠道和姚瑶在一起，对姚瑶非常满意，视为未来媳妇。王好学与侬发现在医院偷尸体的黑衣人。

王好学和许如侬一起追偷尸体的人，王好学为表示英雄气概，独自追贼，反被黑衣人打成重伤，昏迷不醒。依媚告诉白一飞王好学在医院生命垂危，白一飞匆匆赶到医院见了学最后一面，发誓替学报仇。陈忠道回到家见姚瑶与母亲投机，姚瑶对道大献殷勤，使陈忠道难以拒绝，但陈忠道的心里却始终不能忘记许如侬。

白一飞带着王好学的骨灰上路，找寻王好学的妹妹王不倦。许如侬凭着第六感找到一个卖唱为生的人名孝，孝生活落魄，是侬母和许名扬的故友，许如侬从他的口中得知原来许名扬一直不知不觉中假扮着母亲来救济他，也明白到父亲当年误会母亲跟孝有奸情的事。王好学的妹妹王不倦不请自来，是个倔强的女孩子，要为兄长报仇，留在酒吧中住下。

陈忠道和白一飞开始觉得一切根源来自那蝙蝠，决定以此着手调查。姚华生变得像一个长着人形的蝙蝠，在他的血液中找到了侬父的血液成分。许如侬非常吃惊，认为许名扬也许跟姚华生染上同一种病，劝其父早日去医院检查。姚发召集大队人马去捉蝙蝠。白一飞劝陈忠道留在巡捕房工作，以便调查，陈忠道告之自己已经辞职。

陈忠道，许如侬，白一飞，王不倦一起追查蝙蝠的踪影，兵分两路，白一飞和王不倦追去坟场，而许如侬和陈忠道则去许家找被蝙蝠袭击的许名扬，发现许名扬已经奄奄一息。白一飞和王不倦在坟场发现黑衣人。黑衣人为掩护自己招来一大群蝙蝠袭击飞。许如侬和陈忠道送奄奄一息的许名扬往医院诊治，许名扬在狂乱中心脏病发死去，侬悲愤痛苦。

白一飞遭到蝙蝠袭击，被抓伤了手，并产生了幻觉，但他隐瞒了伤势。叶玉树发现医院杂役黎北形迹可疑，对之暗加留意。许如侬和叶玉树发现侬父的尸体上也有被蝙蝠咬过的痕迹，对蝙蝠杀手的动机感到奇怪。白一飞的行动怪异并未被众人发觉，但他自己开始暗暗担心，他的幻觉日趋严重了。

陈忠道母亲陈大娘欠下高利贷，陈忠道知道后将一切责任承担在自己身上，使其母脱难。许名扬的葬礼上，白一飞幻觉出现，出丑当场，无意中撞破了棺材，发现杨的尸体失踪，众人怀疑盗尸人是黎北，但苦无证物。姚华生又发病，并在神志不清中将当年的事情说了出来。原来当年姚华生，姚发，许名扬，黎北和牛老八是一个部队中的人，为财迷心窍，把一村子的人屠杀了，引来村子的后人来报仇。

姚华生幻觉一魔鬼追赶着他，奔向马路被一辆车当场撞死。白一飞知道中了很深的蝙蝠毒，希望早日找到蝙蝠血清来解救自己。许如侬对叶玉树若即若离，叶玉树也非常苦恼自己对许如侬的情不自禁。姚瑶帮道母还了赌债，陈忠道自愧辜负了一个好女孩，暗下决心要对姚瑶负上感情的责任。

陈忠道见到许如侬和叶玉树牵手回家，心里很不是滋味。白一飞怕别人见到他精神错乱的丑态，想自杀但未遂，发现蝙蝠飞过，立刻追踪。侬在收拾父亲遗物时发现了一本日记，看到了其中的秘密，也找到了可疑的蛛丝马迹。

黎北的突然自杀身亡把一切线索都斩断了，陈忠道和许如侬都有不详的预感。他们在黎北的房间搜了大堆人体残肢，征实黎北是偷尸体的人，但陈忠道怀疑此案乃是栽赃嫁祸。白一飞被坟场管理员搭救，他拿着一只死去的蝙蝠爬出墓穴。叶玉树和许如侬合作提取蝙蝠血清，救白一飞但没有把握，非常危急，白一飞执意一试，结果竟然使白一飞奇迹般地痊愈了。

牛老八以当年的事来敲诈姚发，姚发发现自己身边无人可以帮助自己，只好邀陈忠道回来复职。乐宾见到昔日好友非常开心。叶玉树对许如侬忽冷忽热似有苦衷难以开口，令许如侬纳闷不已。许如侬在回家路上遭遇同事小丽的跟踪和袭击，令她大吃一惊，幸得叶玉树英雄救美才得以脱困。

许如侬知道了叶玉树其实一直压抑自己的感情。虽有小丽的青睐但是无动于衷，她对叶玉树更是钟情。白一飞怀疑蝙蝠和医院有关。在疗养期间于各处医院调查，又被一黑衣人袭击。纠缠中白一飞将黑衣人手臂打伤，黑衣人落荒而逃。许如侬的第六感中看到凶手的样子越来越清晰了。白一飞和王不倦又去坟场查找线索，遇上了一个模样古怪让人见了不寒而栗的守坟人。

白一飞和王不倦在坟场发现大量饲养蝙蝠的证据，可是在回家的路上电单车煞车被破坏，所有证据都烧毁了，两人也差点丧命。道母向许如侬透露陈忠道和姚瑶要结婚的消息，许如侬不以为然。白一飞决定不顾一切地查出真相，连同陈忠道一起侦察蝙蝠杀手的事。叶玉树公开了自己和许如侬的关系，令两人的关系明朗化了。依媚以为王不倦爱上白一飞，找白一飞兴师问罪。

其实王不倦喜欢的人是乐宾，令众人出乎意料之外。牛老八找姚发要钱，并威胁姚发如不给钱就讲出当年屠村事情的真相。姚发无奈只好照付。白一飞对叶玉树的博学多才感到佩服，认为是难得知己，向叶玉树透露出已经找出蝙蝠杀人一些眉目，同时也表示出对叶玉树与许如侬的感情事的关注。姚发突然被蝙蝠咬伤。

众记者到酒吧采访当日被蝙蝠咬伤的唯一生还者白一飞。白一飞说叶玉树才是专家但叶玉树的态度非常冷淡，对记者不理不睬。姚发开始出现幻觉，被送进医院。白一飞和陈忠道再次去到坟场，发现坟场已经被打扫干净。乐宾思前想后，确定自己对王不倦的感情，向王不倦示爱，令王不倦一时间不知所措。牛老八也难逃被蝙蝠咬死的命运。

牛老八也被蝙蝠咬死。乐宾认为自己失职。陈忠道感到与姚瑶小姐的分歧越来越大，终于提出分手。姚瑶悲痛万分。陈忠道和乐宾无意中揭破一宗盗取死尸上财物的案件，发现原来有人从外地偷运尸体到来继续饲养着蝙蝠。白一飞碰到外国朋友朋友对他说出有一类似事件曾在其他地方发生过。白一飞决定出行调查。

白一飞在出门前终于大胆地向依媚表达了一直深藏的爱意。小丽因为爱上了叶玉树不能自拔竟为情自杀，叶玉树认为不值得。许如侬觉得叶玉树自私而且冷淡，毫无人情味，于是提出与叶玉树分手。许如侬看着陈忠道根据自己的第六感觉绘出来笔记本，越看越像叶玉树。陈忠道和乐宾放长线钓大鱼，知道偷窃财物的小偷会在货舱与黑衣人交易偷来的尸体，在货舱内守候并将他打伤但黑衣人逃脱了。

许如侬发现叶玉树对病人的态度由温和转为粗鲁。叶玉树将原因追究为是因为许如侬让他神魂颠倒，想跟侬复合。许如侬忍受不了叶玉树的时冷时热，只能答应考虑。白一飞在外地找到教授朋友，教授说出前段时间村庄发生瘟疫的事情与个人中蝙蝠毒的情形一模一样。白一飞在当地的旧资料中看见叶玉树的照片，将追凶的矛头指向叶玉树的身上立刻兼程赶回。

陈忠道和乐宾发现收购尸体的黑衣人原来是墓场的守墓者。经过一番恶斗，终于将之擒获。守墓者不肯合作大闹巡捕房，逃走。陈忠道和乐宾发现这守墓者和当日在青衣巷的杀手有很多相同的地方，认为可能是同一个人。陈忠道和乐宾一起把身在危险中的妓女小红救了出来，送到白一飞和依媚的酒吧里去小住，却惹来了守墓者的攻击，差点连依媚也杀了。

依媚死里逃生，更明白了白一飞对自己的感情，两人终于确认了关系。陈忠道和姚瑶仍是纠缠不清，他终于向姚瑶表示自己喜欢的其实是许如侬。姚瑶感时崩溃。许如侬和姚瑶同时对各自的感情生活感到无奈 。

姚发在家中产生幻觉，姚瑶前往查看，姚发认为姚瑶来杀自己，便将她刺死，姚瑶的死对陈忠道打击很大，姚发决心要找出幕后主使，白一飞发觉眼前的叶玉树是假的，与此同时许如侬也认出叶玉树是与守墓者在一起的另外一个黑衣人。

许如侬前往叶玉树的办公室，以证实他的真实身份，发现了惊人的秘密，原来叶玉树暗地里饲养蝙蝠，所有的人包括王好学都是被叶玉树所杀，陈忠道和骆宾在访查守墓者的同时，在孤儿院中发现当日领守墓者离开的也是叶玉树，白一飞在路上遇上了叶玉树，向其试探。

叶玉树劝白一飞不要多管闲事，因为白一飞自身难保，身上的蝙蝠毒素根本没有除掉。白一飞知道叶玉树所言不假，暗自担心。叶玉树回到自己的秘密实验室，发现了许如侬的踪影，他以感情欺骗了许如侬，将她弄昏后到医院病房把最后的一个仇人姚发杀死。

陈忠道、骆宾和白一飞一同追到医院，救醒了在办公室的许如侬，从而知道了一切真相，众人分头去找，许如侬在医院的天台上找到了叶玉树，他跳楼身亡。众人从叶玉树留下的笔记中得到了解除白一飞身上病毒的方法。