1948年9月15日夜，位于上海国民政府中央情报第八局情报处处长齐佩林抓获了中共江苏省委交通员秦佑天。秦佑天随即叛变，经审问后并记录了口供，且执意要亲自向局长谭忠恕指认一名掩藏在八局多年的中共卧底，谭忠恕深夜赶到，发现档案室里机密要员钱宇正在烧毁其叛徒口供，争夺后只留下了部分未被烧毁的纸张残片，钱宇当场服毒自杀。

原来在当年国共抗日时期，谭忠恕初到上海，便与水手打过交道。一次对日的行动，令谭忠恕对这名传奇似的共产党特工敬佩不已。水手所率领的小组不光破坏力强，而且隐藏极深，并且对谭忠恕的信息了如指掌，他曾尝试着接近水手，却没有成功。从此再也无水手的音信，直到几年后，谭忠恕从一个抓获的日本人口中得知，水手已被此人炸死。

谭忠恕的办公室里，李伯涵在向局长汇报工作。汇报后他还要继续外出。原来他受委派这一年多都在外面执行一个秘密的行动——“木马计划”。并且很快就要成功了。楼道里，李伯涵和马蔚然单独的说着话，看的出俩人关系很好，并且马蔚然给了李伯涵一个黑色的皮包。而在另一个屋里，孙大浦通过楼道里的窃听器在听着二者的谈话，并录了下来。

谭忠恕之所以介绍段海平给刘新杰认识，目标是圣公会校董同时又是上海的船运大亨庄云清。以下棋为由借段海平做跳板去接近他，打入他的俱乐部。这就是给予刘新杰的任务，从而，谭忠恕计划的一项“摩西行动”也由此诞生了。艾文书店里，段海平秘密的向边日南下达了中央的命令。破坏木马计划。并准备与一个在八局潜伏的卧底接头。

谭忠恕应邀与刘新杰在前往庄云清俱乐部的途中，光顾了段海平经常去的书店，看的出谭忠恕对段海平也很有兴趣。到达俱乐部不久，谭忠恕便得知苗定纬已被抓获，他命刘新杰留在俱乐部，自己一人赶回了局里。刘新杰一边与庄云清下棋一边为这条信息的到来而显得心神不宁。

刘新杰带领总务处的成员体检，自己也顺利过关。原来，早在两天前，刘新杰处理好了一切。马蔚然的女儿加入了共产党，活动在解放区，外界一直不知情。这一直是马蔚然的一块心病。而刘新杰曾多次帮助马蔚然与其女儿通信。也为马蔚然保守这个秘密多时。刘新杰便胁迫马蔚然在这次体检中给予自己帮助。

谭忠恕在庄云清的办公室里安装了窃听器，从而知道了刘新杰私自释放徐鹤年的消息，并且当面训斥了刘新杰，凭借着以放走徐鹤年是为了接近庄云清的借口，刘新杰再次过关。李伯涵的木马计划成功在即，谭忠恕调他回来并命他接过齐佩林手中调查水手的行动。这令齐佩林和孙大浦对李伯涵十分不满，他俩决定调查水手的行动私下里继续进行。

刘新杰以转狱为由，暂时放出丁三来协助李伯涵工作。这使他没办法回答丁三的问题。只得告诫他好好协助李处长，以后再想办法。齐佩林和孙大浦为毕玉海画像，并且十分成功。刘新杰与二人解除误会后，看到了完成的画像。顿时感觉到，这位不识的同志已经暴露一半了。

刘新杰发现谭忠恕这段时间一直在躲着自己，而对摩西计划的关注程度也是不冷不热，这令他很是疑惑。由于有谭忠恕的命令，刘新杰在档案室里大模大样的调查李伯涵的档案，同时，他也希望被别人注意，最好是齐佩林。果然，齐佩林无意间看到了他的离开，并向档案室里的女主任巧言询问，不光知道了刘新杰调查李伯涵的信息，还打听到了李伯涵同样也在调查刘新杰。

齐佩林为了假投诚计划的成功，以牺牲一个自己安插在解放区多年的谍报小组为代价来换取李德元在中共的信任。谭忠恕对此做法加以肯定。通过调查钱宇的社会关系，齐佩林查到了八局前任电讯处处长沈明峥。沈明峥是多年前八局发生的一启泄密案的重点怀疑对象，但案件最后不了了之，人也消失的无影无踪。事后也再无人提起。

第二天李伯涵亲自跟踪周汉亭，却被早有准备的周汉亭面对面的发现了。回到局里，李伯涵申请抓捕周汉亭。但谭忠恕向他讲解了水手组织的性质后，否定了他的申请。并收回了他对周汉亭的控制权。谭忠恕通过何秀宁，不但更加确定周汉亭早已知道了暴露，也确认了自己为何秀宁编排的背景记录换取了周汉亭对她的信任。

在李伯涵闷闷不悦的接手了调查毕玉海命令的同时，图们江酒馆密室里，边日南正在向毕玉海下达隐蔽的指令。刘新杰把从孙大浦垃圾中获得的木马基地发报信号记录交给水手，并估算出基地是在一片海域范围中的某个小岛上。水手决定把资料上交中央并请求派人对区域内的各个岛屿进行搜索。

对于李德元投诚已通过审查的消息，刘新杰还是心有疑虑，于是叫阿九秘密前往李德元上海的住所进行调查。阿九愧疚的告诉了他敏仪怀孕的消息，刘新杰并没有责怪。潜入在解放区的李德元逐步获得信任，在一次和中共领导的偶然谈话间，得到了确实有个卧底潜伏在八局的消息，但还是没有获得此人的具体身份和姓名。

周汉亭在监视下成功逃脱，李伯涵亲自奔赴现场，不料，收到一个装有炸弹的邮包。在丁三的处理下，炸弹没有引爆，一行人逃过一劫。图们江密室里，毕玉海冒险前来，并对边日南声称自己犯了错误。原来，这个炸弹邮包就是毕玉海所作，本想进行破坏，结果炸弹被拆除。更可怕的是，这个未引爆的炸弹就是给敌人留下的最不利线索。

水手向媒体散播风声，出于外界的压力，谭忠恕不得不慎重考虑如何处死这26名被关押的共产党，刘新杰提出了请医疗队为他们检查身体。用这种人道主义精神来缓和当前的局势。更主要的是，刘新杰这么做也是为自己的计划来争取时间。齐佩林在搜查马蔚然家里时，发现了大量的吗啡处方。

刘新杰把当天李伯涵行动的信息告诉水手，但不知行动的具体内容是什么。上报中央后，解放区派出了侦察队对海域进行搜索。果然在一个小岛上发现了木马基地。并已确认木马计划是一个特工培训计划。齐佩林向谭忠恕汇报了马蔚然出逃的信息。水手认为马蔚然事件可以转移谭忠恕的注意力。而刘新杰并不乐观，因为八局里卧底的范围又缩小了。

毕玉海的住所被丁三找到，谭忠恕决定把抓捕毕玉海的行动交给刘新杰。而李伯涵在同一时间，将进行强攻图们江酒馆所在的B区。刘新杰面对这样的情形无法推辞，他决定先活捉后再想办法，不料，在危机时刻手下人向毕玉海开了枪，刘新杰只能眼睁睁的看着这位不识的同志死去。

图们江的攻破使得边日南暴露，而身处水手小组军师职位的他必须要选定接班人来维持工作，由于各种因素限制，边日南只得向水手推荐周汉亭。可周汉亭曾经暴露过，虽然现在的他早已更换了住所和身份，但还是令水手深感忧虑。经下属小贾的回报，水手得知了毕玉海已死于刘新杰之手。

顾晔佳完成任务从南京归来后，水手才得知董乾坤已出事。原来，顾晔佳没有在南京见到董乾坤。而水手原定的计划则是令顾晔佳见到董乾坤并完成任务后，再打开事先交给她的密信。由于情况有变，顾晔佳没有拆开信。而信上的内容则是令董乾坤做向导护送顾晔佳前往解放区。

由于事态的紧迫，使水手无法更多的去顾及新军师周汉亭身上的种种不安因素。他决定提前启用周汉亭。当晚，水手与周汉亭接头。并布置了营救边日南的计划。随着行刑日期的逼近，丁三手中的任务也渐入尾声。这使他对将来的命运很是恐惧。于是他找到刘新杰，请求帮助，刘新杰答应会替他想办法，同时也提醒了一些他该警惕的信息。

谭忠恕、刘新杰和齐佩林一起来到了九曲桥监狱。由于庄云清的死，吸引了大量的记者，所以监狱这边比平时少了许多。这也是谭忠恕选择在今天动手的原因。刘新杰故意向他们展示了卡车的原理，卡车的发动与毒气的流出是合为一体的。谭忠恕看了很满意。齐佩林在安抚门口记者们时，向他们解释说卡车是用来运医用物资的。

按照原定的计划，26名犯人被押解上车，关上车门后。犯人们戴上早在车里准备好的防毒面具。卡车启动，随之开出了大门，而在门口等候的记者跟着卡车追了上去。在顺利的摆脱记者的跟踪后，阿九把车开到了秘密地点并换了另一辆装有死尸的车向墓地开去。谭忠恕刚回到局里就收到了李伯涵的辞职报告，他决定考虑后再做决定。

由于没有做出枪伤的解释，这使齐佩林和孙大浦对刘新杰心存疑虑，但因证据不足，齐佩林决定暂时不向谭忠恕说明此情况。李伯涵在当晚秘密的抓捕了顾晔佳并把她关了起来。周汉亭接到了下属的汇报，得知交通站被袭击，并知道已有危险，决定只身前往码头去通知水手。而这些举动，早在谭忠恕的监控范围内了。由于事态紧迫，刘新杰无法阻止周汉亭的行动，只好和阿九先偷偷跟了上去再说。

交火中，水手夫妇相继负伤。危机时刻，刘新杰和阿九赶来击毙了敌人。并安排撤离，刘新杰命令阿九带着重伤的段太太开车从大路走，水手骑摩托从后门走。第二天，水手丢弃的摩托车被找到。齐佩林也通过现场发现的口红断定死亡的其中之一是女人。分析过后，谭忠恕命令齐佩林全力调查现场逃亡两人的身份。齐佩林通过贿赂破译专家，得到了丁三的密码本。并叫丁三把内容翻译出来。走投无路的丁三找到齐佩林并寻求帮助。齐佩林收留了他。

谭忠恕命令齐佩林把段海平的关系交接过来。并打算给刘新杰放个长假。阿九牺牲后，刘新杰安排并护送宋敏仪撤离，在途中，敏仪发现顾晔佳的住所已遭到监视，刘新杰断定顾晔佳已经出事了。当敏仪想到阿九也姓刘时，便猜到了阿九其实是刘新杰的亲弟弟。宋敏仪安全撤离，并在离别前把家里的钥匙交给了刘新杰。 刘新杰完成任务后赶到旅馆，齐佩林告知，水手已经逃跑。刘新杰随即回到车上打算回家。

刘新杰把水手带到郊外的撤离通道处，要求水手马上撤离。水手以还有事情没做完为由拒绝撤退。刘新杰询问是什么事情，水手拒绝告诉他。二人发生了争吵。在谭忠恕得知从和平码头离开的人是庄云清时，他绝望了。庄云清的走就预示着船队的离去。摩西行动的失败叫谭忠恕彻底的疲倦了。谭忠恕半夜被电话吵醒，得知水手已找到，他急忙赶到了地点。见到了齐佩林和孙大浦后，得知水手已遣散了所有下属。

水手的捕获使谭忠恕再次提起兴趣。第二天，他决定对水手进行审讯。在一阵寒暄过后，谈话进入正题，当询问到卧底身份时，水手毫不抗拒的把真相说了出来，并告知刘新杰已逃跑。谭忠恕第三次中断谈话，来到隔壁，孙大浦告知刘新杰已消失了一天。此时的刘新杰找到了关押顾晔佳的地方，并打晕李伯涵，把顾晔佳救了出来。谭忠恕在得知家里安全后，放下心来。并向家人也保密了此事。

刘新杰把顾晔佳扶进车里，正准备动身。李伯涵赶到，并把他们包围了起来。此时，齐佩林赶来并告诉刘新杰顾晔佳真是共产党。刘新杰才明白了一切。危急时刻，为了掩护刘新杰的身份，顾晔佳拿枪顶住了刘新杰的脑袋。刘新杰驾车冲出了包围圈，但顾晔佳也被楼上的狙击手打中。载着奄奄一息的顾晔佳，刘新杰把车开到郊外。二人终于相互澄清了自己的身份。可顾晔佳也因中枪而牺牲。

谭忠恕告诉欧阳，刘新杰晚上不会来了，便离开了酒吧。欧阳下达了对谭忠恕的全天监视命令。水手的消失使刘新杰成了孤家寡人。为躲避追捕他来到了阿九的家里。正当刘新杰感到孤立无助时，他发现阿九家报纸上水手留给他的信息。按照指定地点，刘新杰来到一间屋内，并在柜中发现了水手留下的录音机。水手告诉刘新杰，要时刻准备好，当谭忠恕召唤自己的时候，也是证明自己“清白”的时候。

谭忠恕，齐佩林和孙大浦在诱骗过来的欧阳面前，开始了推翻当前所有定论的行动。此时，装作不知一切的刘新杰，按照约定时间，来到了八局。证实了自己的“清白”。最终，凭借水手生前计划好的一切，成功的把罪名嫁祸给了李伯涵。而李伯涵手中的木马计划，也被国民党自动放弃了。谭忠恕和刘新杰来到了水手的坟前。谈话中，刘新杰含蓄的表露了自己的多重身份，而谭忠恕也已猜到了一切。兄弟二人最终分道扬镳。