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1941年冬天，上海。汪伪特别行动队一分队队长陈深按计划在米高梅舞厅接头，此前这个真实身份为中共的男人已经沉寂三年未被启用，亲人离散，不受重视，让陈深心灰意冷。当发现接头人“宰相”竟是多年未见的大嫂沈秋霞，不由得百感交集。沈秋霞安抚陈深，请陈深理解自己的工作。陈深问及侄子，沈秋霞说皮皮待在一个安全的地方，为免敌人怀疑，陈深暂时不能见他。陈深嘱大嫂向上级汇报，近期因为代号“麻雀”的中共特工屡屡窃取汪伪情报，行动队及其他特工总部的中层被责令限期抓捕“麻雀”。沈秋霞告诉陈深，汪伪和日本人已经建立了一个秘密特工基地，从这个基地毕业的汉奸特工将被陆续派往国共两军内部潜伏并伺机盗取情报或破坏抗日，危害极大。这一绝密计划的行动代号暂时还是未知，组织要求陈深尽快获取这一份绝密计划，并通过窦乐路上的一个邮筒发出。与此同时，共产党叛徒安六三在刑讯室招供，中共情报要员“宰相”正在米高梅舞厅与人接头。陈深的上司毕忠良带人迅速包围舞厅，陈深内心心急如焚，表面强装镇定。来不及撤退的沈秋霞自杀不成血洒舞厅后被捕。
陈深找机会将徐碧城支走后，告诉沈秋霞自己的计划。按计划，汪老太等人在无锡站制造铁轨故障，逼停火车，然后伪装成铁路工作人员，以检修为由，要求押送者带着沈秋霞下火车等候，埋伏此地的其他几人伺机营救，成功后带沈秋霞回上海到码头与陈深会和。陈深说他没想到毕忠良会临时安排自己执行押送。沈秋霞严厉批评了陈深，并对他说，他的营救计划怕是已被毕忠良察觉，刚才上火车时，她注意到几名乘客和乘务员神色可疑，像是假扮的。沈秋霞分析，特工总部上下都知道陈深是毕忠良心腹，一旦确定陈深是中共，毕忠良必定颜面无存，所以故意让陈深押送，是为了试探，一旦陈深真的出手营救，这些他早已安排的特工会对他们两个都立下杀手，之后再对外宣称陈深是为阻止营救而牺牲，这样既能除掉陈深，又不会殃及自己。陈深恍然大悟，后悔自己太过莽撞。沈秋霞说她已做好牺牲的准备，要求陈深一定要停止这次营救并继续留在行动队完成任务。可此时在火车上陈深没有机会传出取消行动的情报，一切只能到了无锡站再见机行事。与此同时在行动队，刘二宝偷偷潜入陈深的办公室。
苏三省回到李默群为他安排的新住处中，发现自己唯一的姐姐苏翠兰已经被接来住下，大喜过望。苏三省父母早亡，从小他与姐姐相依为命，此次投诚汪伪，因担心军统对姐姐不利，他向李默群提的第一个要求，就是必须把姐姐从老家接来并加以保护。翠兰自丈夫和孩子被日本人杀死后，已守寡多年，此时她还不知苏三省当了汉奸，以为弟弟当官发达了，接自己来享福，满心欢喜。李小男向徐碧城抱怨陈深不肯娶自己，并坦言自己爱他，令徐碧城心中震动。李默群召见苏三省，假意将他视为心腹，并说怀疑中共特工麻雀，军统特工熟地黄都在毕忠良的行动队，毕忠良肯定也脱不了关系，言语中流露出想除掉毕忠良的想法。由于上海军统投降后交待了之前的密码，陶大春离沪，无法发报的唐山海失去了与组织联络的途径，只能暂时按兵不动。唐山海推测陈深有可能就是麻雀，他也在找绝密计划。唐山海深知这份计划并不容易拿到，他叮嘱徐碧城隐瞒自己亦在寻找计划之事，配合陈深先打头阵，待确定绝密计划的下落后，唐山海再赶在陈深之前夺取情报。唐山海嘱徐碧城一切小心，并随时向自己汇报情况。
唐山海故意声称毕忠良或与中共有染，当日宰相案或有疑点。急于立功的苏三省自李默群处获得特批令，得以进入档案室查找宰相一案的卷宗，却不知自己已落入毕忠良和陈深的陷阱。苏三省在档案室查阅资料时，火警警报响起，苏三省想离开，却发现门被反锁。陈深得毕忠良首肯，制造火警疏散众人的同时，却将苏三省打晕在档案室内。苏三省苏醒后，发现自己独自置身于档案室内。毕忠良借口藏有绝密计划的保险柜密码锁已被人转动，指责苏三省故意制造火警欲盗取绝密计划，并将他关押。徐碧城发现曾树不知何时离开，告知陈深唐山海，两人预料曾树去搬救兵了，为免夜长梦多，他们决定让苏三省合理地死去。唐山海制造机会让苏三省胁持自己离开，这样狙击手就有理由将苏三省击毙。可是狡猾的苏三省拒绝使用唐山海其实没有子弹的手枪，而将碎玻璃抵在唐山海的颈动脉上走出去。狙击手没有机会开枪，陈深在与苏三省谈判时，两人发生扭打，玻璃割伤陈深的手。双方冲突之际，影佐前来，制止了内讧。迫于影佐压力，毕忠良只得暂时放过苏三省。
毕忠良收到告密信，找陈深长谈，言明有人说陈深与唐山海勾结图谋不轨，陈深嘻皮笑脸蒙混过关，同时他也得到一个信息，久违的中共特工麻雀又开始活动了，这对孤独战斗的他来说，是一种莫大的安慰。毕忠良收到告密信，找陈深长谈，言明有人说陈深与唐山海勾结图谋不轨，陈深嘻皮笑脸蒙混过关，同时他也得到一个信息，久违的中共特工麻雀又开始活动了，这对孤独战斗的他来说，是一种莫大的安慰。李小男向刘兰芝哭诉陈深要与自己分手，刘兰芝安慰她，并带她去猛将孤儿院看望陈深的干儿子皮皮，李小男与皮皮一见如故，她送给皮皮一个百宝箱，里面装着很多玩具。柳美娜为了自己即将到来的生日做新旗袍，陈深和唐山海也计划在她生日那天再施美人计取得档案室钥匙。与此同时，毕忠良与苏三省秘密见面，两人达成协议并就诱捕麻雀及熟地黄制订出详细计划。
行动处大乱，二宝打电话向李默群告密，原来他一直是李默群派来的内奸。陈深在忠良家的相框内发现归零计划，离开时遇上忠良，兄弟俩终于摊牌对决。屋外埋伏着李默群派来的杀手，忠良为保护兰芝中枪身亡。陈深被李默群派出的人包围，碧城开枪帮陈深解围，可陈深的车却爆炸，大春出现救下碧城。兰芝当了修女，未死的陈深回到上海执行新任务，而碧城加入共产党潜伏在了军统。
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