《重返上海滩》讲述了毕凡十年间历经帮派斗争、逃亡与复仇，最终揭露真相、伸张正义的故事，剧情围绕其与杜邦、谭世杰的恩怨及与林曼华的情感展开，具体如下：
十年前上海滩的背叛与逃亡毕凡因身手不凡闻名上海滩，在帮派斗争中与投靠他的杜邦结为生死之交。杜邦却早已与黑社会大佬谭世杰勾结，设下苦肉计，借毕凡之手除掉华商会会长胡万龙，称霸上海滩。毕凡新婚妻子雪如识破杜邦真面目后遭毒害，毕凡不明真相，被追杀重伤后远走他乡。
十年后隐姓埋名的归来与复仇杜邦成为巡捕房华总探长，与谭世杰继续勾结。毕凡隐姓埋名回到上海，借侦探小说包装自己，重开“东方福尔摩斯侦探所”，誓以自己的方式报仇。杜邦挑拨毕凡与谭世杰正面冲突，企图渔翁得利。此时，酷似雪如的女孩林曼华（雪如表妹）出现，巡捕房探员周鸣暗恋曼华，却因她崇拜毕凡而心生醋意，处处与毕凡作对；杜邦的女儿杜真则狂追周鸣，几人的情感纠葛复杂。
西药公司案与林家危机谭世杰勾结杜邦，企图侵吞曼华之父林豫宗的西药公司。林家养子朱世钧被杜邦情妇虞菲菲勾引，意外爆毙。毕凡接手此案，通过缜密推理，发现朱世钧是在抢钱逃亡时被林豫宗错手杀死。曼华为救父冒名顶罪，反被杜邦利用，导致林豫宗被逼死狱中，公司险些落入贼手。毕凡力挽狂澜，保全了曼华和公司，但谭世杰恼羞成怒，令毕凡负伤危在旦夕。
水乡连环命案与真相大白毕凡与曼华暂避水乡，卷入谭家大宅的连环命案：儿媳、老爷、丫环相继中毒身亡，二太太陷害大太太，大太太求毕凡相救。毕凡与曼华设局诈出真凶，并破解二太太瘫痪儿子的投毒伎俩。真相大白时，谭世杰的爪牙出现，颠倒黑白，将毕凡、曼华扣押，欲置之死地。周鸣及时赶来，毕凡获救，他们杀回上海滩。
谭世杰的秘密与杜邦的阴谋人证物证俱在，杜邦暗自得意，通缉谭世杰。谭穷途末路，向毕凡说出当年杜邦与谭世杰合谋的秘密，但苦无铁证，毕凡唯有强忍悲愤，继续与杜邦“称兄道弟”。杜邦投靠新来的督军，不料国宝玉蟾蜍重现江湖，打乱其计划。神偷一枝梅故意挑起杜邦与督军的冲突，毕凡识破一枝梅的伪装，得知玉蟾蜍关系到前任华总探长之死，而杜邦正是幕后真凶。
最终对决与正义伸张杜邦挑战毕凡的智慧，当着他的面谋杀督军。毕凡通过蛛丝马迹侦破谜案，杜邦狗急跳墙，绑架前任华总探长之女非儿。毕凡凭借严密逻辑，假借杜邦亲信反叛的供词，将其罪行一一推理出来。杜邦瞠目结舌，仍妄想垂死挣扎，威胁曼华欲杀出血路，却在混战中误杀自己的女儿杜真。杜邦彻底崩溃，哀求毕凡手刃自己，毕凡却选择让他接受法律审判。
结局：抚平创伤，携手未来雨过天晴，毕凡与曼华驻足雪如的墓前，相约抚平昨日的创伤，携手缔造美好的明天。
