《谈情说案》以民国初年为背景，徐警长（张国强饰）因一桩案件与洋行景氏（蒋志光饰）结下不解之缘，两人各获赠油画纪念破案有功。多年后，徐警长的后人徐小丽（杨怡饰）继承家族志向投身警界，成为人称“犀利妹”的干练女警。景氏后人景博（林峯饰）是位天才物理学家，理性冷静，擅长用科学原理分析一切。一次离奇绑架案中，徐小丽与景博被迫合作，两人从最初的观念冲突到逐渐默契，景博的科学推理屡破奇案，而徐小丽的直觉与行动力也令景博刮目相看。随着一系列案件层层展开，包括密室谋杀、连环失踪、金融诈骗等，两人在破案过程中暗生情愫。然而，景博的家族背景与徐小丽的警队身份让这段感情备受考验，同时两大家族尘封的往事也浮出水面——当年那幅油画竟隐藏着关键线索，指向一桩未解的旧案。在理性与感性的拉扯中，景博逐渐学会面对情感，徐小丽也在事业与爱情间寻找平衡。最终，两人联手揭开真相，化解家族恩怨，用科学与人情交织的方式守护正义，谱写了一段跨越阶层的动人恋曲。