五十年代初，烈士遗孤陈雷留苏归来，在松嫩检察署刑侦监督科开始了他的事业。
京剧演员丁绣文与陈雷相恋。陈雷父亲的老战友赵元普时任检察长，坚决反对两人的婚事。新中国成立不久，特务活动猖獗，丁绣文在演出结束后饮弹身亡。在侦破过程中，丁绣文好友周幼芳的丈夫肖光华卷入反革命案，陈雷也面临被清除出检察队伍的困境，为帮助陈雷，他的好友——刑侦科长张旭成，偷换了作为证物的弹头，肖光华入狱。
1956年，陈雷被抽调至抚顺战犯管理所，参加审判日本战犯工作。
1960年，公安检察合署办公，检察工作遭遇低谷。不久，陈雷被下放农场。
粉碎“四人帮”后，检察院恢复建院。陈雷重新回到岗位。赵元普参与对江青和“四人帮”的“世纪大审判”。陈雷经过调查，发现赵元普对自己父亲的牺牲负有不可推卸的责任，两人产生隔阂。改革开放开始，陈雷前往特区，后成为特区检察长。
肖光华的妻子周幼芳多年来一直为当年的案子奔走申诉，均无功而返。她独自带着儿子郑天亮度日。1977年恢复高考，郑天亮考入北大法律系。
郑天亮北大毕业后，成为年轻的法学专家，来特区讲学。陈雷说服郑天亮来特区检察院新成立的反贪局工作。
电视剧正义的重量剧照
郑天亮成为特区新一任检察长，他的母亲周幼芳来到特区，与陈雷遭遇。两人百感交集。陈雷找到了张旭成，在一番痛苦的挣扎之后，张旭成向陈雷说出了自己当年作假证据的真相。
肖光华的冤情终于明朗，张旭成向周幼芳表达了自己的忏悔。陈雷将他过去数十年在检察院经历的一切写进了回忆录，反思着这段历史……
