70年代初，家庭出身不好的北京青年刘放投奔黑龙江兵团的好友雷晓曼。雷通过好友、宣传股干事贾正军帮忙将刘放留在兵团，成为一名临时工。贾暗恋雷晓曼，当他发现雷心里爱的是刘放时，心生妒忌。雷晓曼的好友崔莉莉，暗恋上刘放，痴情地守候着刘放。然而，刘放为了雷晓曼的前途，远离了雷晓曼，终于使雷投入到贾正军的怀抱。崔莉莉公开表达了对刘放的爱恋，遭到刘放拒绝。刘放做梦都想成为一名兵团战士，在建设兵团撤销之前，最终如愿。虽然只当了一天兵团战士，他却心满意足，跟崔莉莉结为人生伴侣。
与国内目前常见的公安题材影视剧不同的是，《探长欧光慈》是眼下非常少见的悬疑、推理侦探剧。全剧通过《红樱桃之谜》、《电梯谋杀案》、《新娘之死》等10个独立成章的侦破案组成，通过起伏跌宕、疑云重重的情节设置，表现了探长欧光慈和他的伙伴利用独到而严谨的逻辑分析，从细节入手，抽丝剥茧揭开谜团的过程，塑造了睿智而又细心的全新公安人员形象。随着剧情的深入，观众会不知不觉被编导带入一个精心设计的迷宫，而剧中所写案件都是发生在我们生活的中间，观众可以运用自己的经验和推理判断能力与剧中人来一番智力的大比拼，犹如进行一次惊险刺激而又妙趣横生的智力旅行。
