1936年秋，上海，中共上海地下党中层负责人向亦鹏得到了组织中另一名负责人邹凯林身份暴露的消息。向亦鹏曾经在黄埔军校的同学——国民党特务处驻上海特别行动组组长阎天指挥抓捕邹凯林。

为了从阎天的手上抢回邹凯林，组织上派余铭真伪装成向亦鹏的女友，协助向亦鹏的工作。阎天在一处公墓附近发现了酷似自己和向亦鹏的旧时玩伴——林璇的身影，勾起了他对往事的回忆，他感觉林璇就在上海。杜老大让手下将邹凯林及其情妇灭口。原来，邹凯林在从事我党工作时，又兼做黑道生意，为逃避我党对他进行调查，他认为只有躲到国民党特务处的牢里才是最安全的，便故意暴露身份被国民党特务处抓获。

阎天让邹凯林安插在我党地下组织中的内线“A”尽快调查出谁是“猫眼”。这时，码头游侠游闲海偷窃了杜老大的一批烟土，杜老大怀疑此事跟邹凯林被捕有关。阎天亲自押送邹凯林，半路上方孝带着手下杀出，将车上的邹凯林打死。阎天跑到原先设定的地点伏击，而向亦鹏却觉得事有蹊跷，并没有出击。原来，车上被打死的人并不是真的邹凯林，而是替身，这是阎天为了引出各方势力而设下的圈套。

赵兴以邹凯林被暗杀为借口排挤阎天，阎天称病告假，但暗自仍在调查邹凯林留下的线索。林璇与阎天、向亦鹏及其“女友”余铭真聚会时，想起自己与向亦鹏曾经的种种，不禁怅然若失。一直深爱着林璇的阎天，不断地安慰她。期间，余铭真出于同情救济游闲海手下的男孩阿炳，与游闲海相识。向亦鹏与看门人合谋设下一计，以邹凯林留下地下党花名册为由，通知地下党内部加以追查，借此引出内鬼。。

小马事件后，阎天开始对杨修远产生怀疑。林璇在阎天向自己表白后，假意接受了他的感情，其实她是日本特务机关驻上海站负责人芥川的养女和眼线，在芥川的授意下接近阎天，目的是为得到更多的情报。就在阎天与我党内部的叛徒“A”里应外合寻找花名册的下落时，方孝带人从游闲海处抢回烟土后私吞，并在码头上布下杀手，欲杀游闲海灭口。

游闲海找到杜老大，表明杜老大的货早已被方孝私吞，杜老大气急派手下追杀方孝，方孝和游闲海自此结下深仇大恨。在东亚酒店，向亦鹏与阎天互相暗中观察对方，而赴外地公干的林璇突然回到东亚酒店，流着泪对向亦鹏剖白自己多年来对他的深深爱意，并希望两人仍然是最好的朋友，躲在暗处看到一切的阎天感到十分痛心。林璇此举实则为了掩饰到东亚酒店的真实目的。

方孝对游闲海大肆虐待，并欲羞辱余铭真，但被她身上的累累伤疤吓得目瞪口呆，游闲海趁机解开绳子，带着余铭真逃脱。向亦鹏在看门人的指引下，找到了尤利钦科在上海的翻译、绰号黑鬼的胡奇冬。阎天将胡奇冬抓捕，在严刑拷打下胡向阎供出了尤利钦科的真实身份，阎天命手下对尤利钦科进行追捕。苏共党员尤利钦科终于出现，向亦鹏在同他接头时，遇到日本特工追杀，向亦鹏顿时生疑。

向亦鹏向林璇表示祝贺，内心其实极为酸楚，百感交集的林璇流露出对向亦鹏的深情。而余铭真对心怀愧疚、向自己示好的游闲海不假以辞色。向亦鹏找到别列佐夫的下落，将其枪杀，被暗中躲藏的特工看到并汇报给尤利钦科。向亦鹏筹办阎天与林璇的订婚宴，欲利用晚宴缠住阎天，林璇听命于芥川的指示，在向亦鹏和阎天之间大玩“美人计”。

向亦鹏带着一个人到被释放的尤利钦科面前，尤利钦科大吃一惊，此人就是几天前倒在向亦鹏枪下的别列佐夫，向亦鹏分析假尤利钦科是受到日本人指使的“冒牌货”。当我党地下组织正要对假尤利钦科进一步审查时，突然一声枪响，假尤利钦科被打死，杀手却不知去向，显然，我党上海地下组织中藏有日本人的卧底。

游闲海得知方孝受日本人指使欲杀害杜老大一事，通知了杜老大，并保护其全家离开上海。就在杜老大欲坐船离开上海去香港时，在途中却被方孝拦住了去路。火拼中，杜老大被管家打死。向亦鹏约林璇见面，劝告林璇远离芥川，但林璇始终因为当年向亦鹏绝情地离开自己而耿耿于怀，两人不欢而散。

抗日战争爆发。杨修远秘密监视着日本军部，发现了芥川，想起当年因芥川而过世的妻子雅子以及失踪的女儿。他趁夜潜入戒备森严的芥川府邸，原来林璇竟然是杨修远与日本女人雅子的女儿，是芥川使杨修远夫妻阴阳两隔，并带走了林璇。杨修远欲杀芥川而后快，却被芥川设下圈套抓获。

向亦鹏从“看门人”老周留下的一幅字画中得知“军刀计划”，百思不得其解。阎天在上海执行任务时，无意中被林璇撞到，并得知向亦鹏的下落，三位好朋友在危险重重的敌占区再次重逢。而“看门人”老周的下线豹纹被日军抓获，在芥川的折磨下，豹纹叛变。

阎天接受重庆方面的命令调查“军刀计划”，在与情报员接头时，被已经投靠日本人的赵兴带人围捕，幸得陪酒女郎琳达的帮忙，才侥幸脱身。事后，阎天找到向亦鹏，希望两人能合作一起调查军刀，然而向亦鹏却摆脱不了林璇的死带来的阴影，拒绝了阎天。

阎天得知林璇惨死，伤心不已借酒浇愁，醉后与琳达过夜。余铭真听说日军逮捕了“和胜社”的人，关心游闲海的她欲走上前看个究竟，被游闲海拉到路边，余铭真发现自己对游闲海产生好感。日中联合政府官员高涛要来上海，阎天策划绑架高涛，赵兴为此紧盯阎天。

黑衣人暗中监视着向亦鹏的一举一动，向亦鹏假装借酒浇愁，并按部就班地做着汇款工作。而向亦鹏的动态早已经传到芥川的耳中，那个黑衣人便由芥川指派，因为芥川怀疑日军驻沪军部的山田文夫是中共卧底，而向亦鹏的身上有芥川所需要的证据。

阎天找到高涛，欲带其离开，却被安滕暗中开枪打死高涛。高涛临死前，留下“18号虹口花园”等蛛丝马迹。阎天带着这些情报来找向亦鹏，却发现“海上岛咖啡厅”已成一片汪洋火海，而向亦鹏也消失得无影无踪。游闲海重伤投奔余铭真，被余救起。向亦鹏终于答应与芥川合作，作为交换条件就是事成之后安排自己离开上海，芥川同意，并许诺会给向亦鹏一笔足够的生活费。

深夜，在芥川的公寓，林璇又出现在向亦鹏的面前，原来，林璇并没有死，她承认自己一直以来都是日本特务，一切事情包括她的假死都是芥川的安排。向亦鹏震惊，质问林璇对自己的爱难道也是假的，林璇眼含着泪水表示一切都是有计划的，除了她对向亦鹏的爱。向亦鹏踉踉跄跄地离去。

芥川与向亦鹏的谈话继续展开，向亦鹏告诉芥川自己用“唐一鸣”的名字执行过我党地下组织的“暗影计划”。芥川加紧了对向亦鹏的审讯，对向亦鹏做外围传递文书的工作极其感兴趣，芥川认为向亦鹏执行的“暗影计划”一定与日本特工内部的中共卧底有关，目的就是获得“军刀计划”。

潜入芥川府邸的杨修远遇到林璇，他将珍藏的全家福给林璇看，就在关键时刻，芥川进入林璇房间，杨修远逃脱。林璇对照片中的日本女人雅子和杨修远本人产生了疑问，她询问芥川，却没有得到回答。通过游闲海出事前留下的线索，余铭真找到小宝，才知道游闲海是为了自己的安全而独自去完成刺杀高原大佐的行动，现在游闲海正因毒药而受制于方孝，饱受折磨。

假洪强带着手下来到电影院，正要准备逮捕刘天辰时，赵兴等人闯入，破坏了假洪强的计划。阎天和杨修远掩护刘天辰逃跑，却落入了假洪强的围堵，琳达为救阎天被假洪强打死。游闲海佯装痴呆带领方孝的手下去余铭真的住处，出手打倒方孝的手下。余铭真的住所引起日本人的怀疑，她带着小宝秘密转移。游闲海回到余铭真的住处发现人去屋空，后来凭着余留下的纸条找到了她，但毒药的药性让他发作起来十分痛苦。

看似陷入绝境的山田突然把林璇带到法庭上，并道出了林璇的真实身世，指出林璇的生父是中共高级特工杨修远，同时，作为芥川助手的林璇与在场的这位所谓中共证人向亦鹏还是恋人关系，面对这两条有力的指证，形势瞬间大变。种种情况表明，中共上级给向亦鹏的任务是假装变节，接近芥川，帮助芥川，打击山田，而结果山田解脱了，芥川却成了日军军部的阶下囚。

故事发生在上个世纪三十年代的上海，这个号称“东方巴黎”的中国东方大都市酝酿着重重危机。这是1936年的一天，上海大世界的舞台上，像往常一样上演着精彩的京剧剧目，著名京剧票友邹凯林正在如醉如痴地表演着，他十分地道的一招一式，博得台下观众阵阵喝彩，此时，在几双机警目光紧盯这台上的邹凯林，一折戏过后，邹凯林刚进入化妆间，几只手枪逼住了他，他们是国民党军统上海特别行动组成员，奉命抓捕邹凯林，...

故事发生在上个世纪三十年代的上海，这个号称“东方巴黎”的中国东方大都市酝酿着重重危机。这是1936年的一天，上海大世界的舞台上，像往常一样上演着精彩的京剧剧目，著名京剧票友邹凯林正在如醉如痴地表演着，他十分地道的一招一式，博得台下观众阵阵喝彩，此时，在几双机警目光紧盯这台上的邹凯林，一折戏过后，邹凯林刚进入化妆间，几只手枪逼住了他，他们是国民党军统上海特别行动组成员，奉命抓捕邹凯林，...

向亦鹏暗中监视日本军部，发现阎天深夜潜入，两人来到江边，决定联手共同调查军刀计划。芥川秘密地调查山田，在高原大佐家发现山田与中共合作的证据，并利用方孝抓获了正要回家给地下党发报的山田。

芥川以山田的名义与我党上海地下组织接触，冀望获取更多的证据，却被向亦鹏等人识破，向亦鹏推断山田已经落入芥川的掌控。芥川致电竹中，告诉他山田在自己手里，等找到“军刀计划”的核心内容，就能让他知道自己才是军部不可或缺的人。竹中下令地毯式搜捕芥川和山田。

深夜，山田服毒自尽，他临死前将一首古诗告诉了林璇：“人生五十载，天下里面，有如梦幻一般，得到一次生命，还有不死的人吗？”还是这个深夜，林璇悄悄地卸下了芥川枪中的子弹，随后在另一间房里，又按动着发报机，把这首古诗发给了向亦鹏。

向亦鹏快步来到山田曾包租了一年的大洋酒店房间，他坐在山田曾坐过的摇椅上，透过窗户，上海明昭寺的塔尖映入眼帘，聪明的山田文夫用这种“密语”告诉了向亦鹏“军刀计划”文本的藏匿地。中共上海地下党顺利地得到了日本“军刀计划”的全部文本。

最终，任务圆满完成，林璇又接受了新的任务。她和向亦鹏之间何时才能重聚首？他们能否圆爱情之梦，今天？明天？也许永远不可能，因为他们的祖国正承受着灾难，下一场战斗在等待着他们。