1925年，整个中国处在动乱之中，国民政府在江州建立了一个秘密特训营，在那里他们接受了各种各样的残酷训练。少女钟离就是这个训练营的成员。一次，特训营给少女们下达了一项任务，让她们假扮舞女混入一个宴会，然后安装窃听装置。

特训营又给姑娘们派发了新任务，原来是英国人给孙传芳的军火会在江州火车站停靠，组织上要求大家在四分钟之内捣毁那2车厢军火。教官问了钟离一个问题，可钟离答不上来，教官对她很失望。行动开始了，许正帆带人给车厢刷上伪装油漆，其他的人也有条不紊地进行着计划。

钟离对队友说她总是想起那个男仇人，她队友开玩笑说是孽缘。高义山 得知考试的第一名是罗逸菲之后陷入沉思，他还专门问起了钟离的情况，训练老师说钟离的测谎课考核比较差。高义山当即就说要安排任务除掉她。训练老师替她求情，但高义山说她胆子大不服指挥这是大忌。

钟离安慰罗逸菲，让她不要太自责了，谭睿玲也关切地为她端来水。严厉的何教官知道罗逸菲一蹶不振之后也来找她，鼓励她振作。钟离主动请缨，要求去英国人那里偷协议。何教官觉得她的想法很荒唐，钟离又去求主任，最后主任决定让她试试。

谭睿玲给李大山跪下感谢，夺取了李大山更多的同情。李大山递给她手绢让她擦泪，然后就带着箱子离开了。其实他是在远处观察谭睿玲的举动。李大山还去见了老刀子，询问事情查得如何了。老刀子说沈曼婷的来路不对，听完他的话李大山又回去找谭睿玲。

李大山的老婆苦苦哀求钟离，让她进去看望一下李大山。钟离于心不忍，就让她进去了。谁知道李大山的老婆趁着拥抱的时候害死了李大山，并且自己把协议给吞了。钟离面对这突如其来的情况一时难以接受，并陷入了深深的自责当中。主任也说要处罚她，但是队友们都替她求情。

钟离得知了贺俊峰是自己人的身份之后觉得很不解，不解他为什么每次还要阻止她们的行动，老师告诉她贺俊峰那样做是为了夺取英国人的信任。钟离回到宿舍，罗逸菲询问她事情的进展，钟离很伤心地说才知道贺俊峰是自己人，还怕他到主任面前告状。

听说训练营里来了新的帅气的教官，女生们都很激动，钟离对此却不以为意的，可当她发现新教官是贺俊峰的时候十分诧异。在下课的时候，钟离主动去找贺俊峰道歉，但贺俊峰却不以为意，而且还说他屡次放过钟离，钟离很不福气。

钟离替队友求情，却遭到了教官的严厉批评。谭睿玲和罗逸菲也主动站了出来支持她，其他队友见状也都纷纷声援，主任对此很生气。柴英他们被抓了回来，主任让孙维君处决她们。柴英苦苦求情，孙教官说两人中只能留下一个。

要上课了，可是生气的钟离却想要收拾东西离开，罗逸菲她们都努力劝她。钟离开始不听，后来被她们感化了。钟离她们三个去上课迟到了，贺俊峰并没有多说什么。钟离上课时一副心不在焉的样子，被贺俊峰察觉了，喊她去完成课堂任务。

钟离涉险通过了“考核”，但让他没有想到的是，在这个所谓的“考核”中，她亲手杀了自己人，不论贺俊峰如何解释，钟离也无法接受这个事实，两人闹出误会。最终钟离、谭睿玲、罗逸菲三人全部通过考核。

谭睿玲与高义山再也无法掩饰两人之间的爱慕关系，相互表白。罗逸菲母亲病重，但因自己有任务在身，无法照顾母亲，只能将母亲托付给年幼的妹妹。罗逸菲为了给母亲治病，只能向身边的姐妹们借钱。高义山挑拨钟离和罗逸菲的关系，让不知实情的罗逸菲误会钟离。为了让罗逸菲不再有任何牵挂，高义山等人让罗逸菲的母亲冲到码头见女儿，却被乱枪打死，这让罗逸菲更加误会钟离，认为这一切都是钟离所为。

高义山告别了老情人孙维君，又找到自己的新情人谭睿玲一起共进烛光晚餐。单纯的谭睿玲在高义山面前替钟离求情，希望能让钟离有时间休息调整一下。心情低落的钟离在街角偶遇许正帆，两人相约喝酒，酒后钟离醉倒在许正帆家中。钟离身边的人，每天都在议论她害死罗逸菲全家的事情，这让钟离非常苦恼。再一次银行爆炸案中，钟离找出了爆炸案的真凶，并将其活捉。

钟离执行任务中触发炸弹，在危急时刻，谭睿玲顶住巨大的心理压力，排爆成功，解救了钟离，也战胜了自己。钟离亲自提审张同，却并没有任何实质性的进展。

钟离在办公楼里见到贺俊峰，她问钱处贺俊峰来干嘛，钱处说贺俊峰调动到了特别行动处。主任对贺俊峰的归来十分开心，让他带二处。钟离和谭睿玲两个很开心地聊天，钟离问谭睿玲是不是最近恋爱了，感觉整个人状态都不一样了。

主任对孙维君说现在要对吴佩孚动手了，大家在一起讨论任务方案。谭睿玲伪装成名媛，对街上一对目标男女进行跟踪。钱处和大家分析，也说苏丽文这个女人非常不一般，要取得密报，必须从这个女人下手。最后这项任务落到了贺俊峰身上，钟离得知后觉得很诧异。

在舞会上，苏丽文一直对贺俊峰暗送秋波，贺俊峰也对她一直夸赞。后来贺俊峰陪她跳舞，钟离看到后十分吃醋。后来，苏丽文拉着贺俊峰到了房间中，钟离偷听他们的对话。苏丽文拿出大烟要抽，贺俊峰十分生气，劝告她不要抽。

柴英说她和老钱有私事，于是钟离和她道别。钟离在街上遇到许正帆，许正帆邀请她去钓鱼，钟离去了，还和许正帆讲了许多心里话。等钟离回去，发现贺俊峰在等她，她显得有点不好意思。贺俊峰把钟离带到谭睿玲住处，让她好好照顾钟离。

在执行任务期间，钟离找到了仇人孙维君，并发誓一定要替奶奶报仇。不料钟离的异常举动都已经被领导看在眼里。

吴秘书意欲对罗逸菲不轨，罗逸菲装作楚楚可怜地说自己不想在茶水间待下去了，都快发疯了，吴秘书拉起她的小手说会再想想。英国人要来参加谈判，钟离勘探了现场的情况后就回去了。

孙维君挑拨罗逸菲找钟离替妈妈和妹妹报仇，罗逸菲要对钟离下手，就在钟离坠楼之际，贺俊峰及时赶到救了钟离。贺俊峰想要劝解罗逸菲，但罗逸菲对钟离怨恨至深。

贺俊峰到墓地看望自己的未婚妻，发现钟离在跟踪自己，他质问钟离为何要跟着自己。钟离向贺俊峰表白，说自己喜欢贺俊峰，她问贺俊峰是不是对她有感觉，贺俊峰说钟离只是自己未婚妻的替代品。钟离很受伤，伤心醉酒。

谭睿玲去找她妈妈，却遇到了李伯，李伯很热情地招呼她去家里坐坐，然后对她动手动脚的，谭睿玲十分生气，一个巴掌打过去。李伯认为她是假装正经。这个时候，谭睿玲的妈妈回来了，她的确是睁一只眼闭一只眼，谭睿玲十分伤心。

犯人跑了，主任十分生气，孙维君说说明他们的队伍里有内奸。钟离发现这件事和何教官有关，但是何教官威胁钟离，让她不要说出去。高义山对特别队的人都展开了调查，钟离果然没有把何教官说出去。

失魂落魄的谭睿玲回到家中，她说她想为主任生一个孩子，钟离十分不解地劝她，但是谭睿玲似乎下定了决心。孙维君看到谭睿玲，眼神中充满了敌意。主任告诉贺俊峰，江州有人聚会闹事，要他带着钟离她们去解决。

许正帆告诉钟离了事情的真相，钟离一时之间很难接受，泪流成河。何处也出来帮她验证事情的经过，还问她奶妈是不是送她了一个香囊，钟离拿出了香囊，明白了经过。何处还说明了自己的共产党的身份，钟离觉得一切都太突然了。

钟离的衣服不小心被一个人弄脏了，一位太太很热心地要她去清洗。何处也跟着钟离进了房间。谭睿玲去书房私会主任却被抓住，她拿出了纸条，但是主任说不是他写的。孙维君对此十分幸灾乐祸。

贺俊峰替钟离辩解，说她可能不知道具体情况，但高义山却并不相信，而且态度特别强硬，贺俊峰很难过，也替钟离担心。高义山找钟离去谈话，何处叫她不要回答他的问题。钟离对待谈话显得很从容。何处带着钟离去救人，不想贺俊峰也带人赶到。

钟离在执行秘密任务时打探到了消息，但是却腿部中弹受伤。高义山和贺俊峰认为是自己特工队中的人坏了好事，打算从派发给女特工的枪械和子弹入手。两个外国当事人来到特工队认人，钟离险些被指认出来，暂时躲过一劫。但没料到的是，特工队又出新花样，要验伤，这让钟离与何芸都很着急。何芸急中生智，用枪打伤钟离的腿，以暴露自己的身份来保护钟离。

高义山的太太财迷心窍，为了赚钱倒卖烟土，却误签了加入刀锋队的协议，这让高义山在众人面前遭到怀疑。国民党内部命令高义山杀死自己的太太，他没能忍心下手。老魏夜探刀锋队据点，与老徐交手后被发现后，抢走了能够证明国民党特工队中奸细的证据，这让钟离有了暴露身份的危险。在高义山太太下葬的当天，钟离险些暴露身份，最终她杀了老魏，保住了自己在国民党特工队中的重要位置。

众人开会讨论，让高义山把他的夫人交给他们处置，可高义山说他的夫人的确死了，他没有钱，还拿出贺俊峰说事。钱处问钟离她在葬礼那天她在哪，钟离说她去了郊区的安全房。

许正帆劝钟离赶紧离开，但是钟离还在担忧贺俊峰的安危，她分析了之后决定还是要去复命。贺俊峰在高楼处拿着枪瞄准钟离，但迟迟下不了手。后来钟离还是安全离开。钟离回到特训处，她看了贺俊峰了一眼，贺俊峰对她的眼神里也满是牵挂。

高义山告诉钟离，她被停职了，钟离很伤心。高义山还训斥了贺俊峰。谭睿玲得知钟离只是停职后替她舒了口气，但是钟离说停职还不如处分呢。钟离又开始喝闷酒，而贺俊峰也去亡妻的坟前吊唁。谭睿玲告诉高义山她怀孕了。

医生给钟离开药，钟离看到药柜上的药，偷偷地拿了一瓶。钟离赶去探望许正帆，许正帆对她说了遗言，然后打算吃药，他还说希望她坚持下去。许正帆身体发生激烈反应，孙维君还来折磨他，许正帆对她恶言相向。

钟离给老徐他们发去电报，老徐担心她的安危，领导说就发明码电报，说钟离是他们的敌人，这样可以迷惑敌人。钟离十分担心刀锋队队员的安全，谭睿玲看到她失魂落魄的样子，就好言安慰她。贺俊峰对抓回来的无辜的人十分同情，但是高义山严厉斥责了他，指责他不该这样想。

谭睿玲被送往医院，她哭得很伤心。高义山拥抱着她，安慰着她。谭睿玲拿着钱去找人，希望找到那个害她孩子没了的人。高义山怒气冲冲地去找孙维君，还给她一分钟时间解释，两个人发生激烈争执。高义山最终没杀她，但说以后想再看到他。

钟离和柴英进行密谈，钟离请求柴英的帮助，希望能找到刀锋队。钟离说她想救一个无辜的人，还说绝对不会把柴英牵扯进去，柴英说她更担心的是钟离的安危。钟离又见到了许正帆，她十分激动，关切地询问贺俊峰近期的情况。

贺俊峰拿着枪对准钟离，钟离义正言辞地说她发电报是为了救一些无辜的人。一番话说得贺俊峰十分难过，他最终放走了钟离。谭睿玲和高义山醒来，高义山觉得瓶子里的酒有异样，谭睿玲辩解说不是自己。

孙维君对谭睿玲说了很多心里话，说她自己很恨她，还拿枪指着谭睿玲，最后两人不欢而散。钟离真诚地劝阻谭睿玲，让她离开高义山，但谭睿玲却说她做不到，她还想着怎么救他。钟离对她的执迷不悟很无奈。罗逸菲被当做内奸抓了起来，她很不服。

谭睿玲一直坚信高义山会救她出去，但是罗逸菲并不相信。钟离对谭睿玲被抓一事十分自责，贺俊峰一直在旁边安慰她。钟离赶去牢房看望谭睿玲，谭睿玲对她的态度很冷淡，两人情义不在。孙维君对谭睿玲进行审讯，当得知高义山不承认她的身份的时候，谭睿玲很绝望。

监狱内发生了动乱，高义山下令要烧毁整个监狱，被贺俊峰阻止。钟离乘乱也闯进了监狱，贺俊峰和她配合得很好，把罗逸菲等人救了出来。罗逸菲说她不想和钟离走，但众人的劝阻对她无用。钟离向贺俊峰道歉，说自己不该不听话，但贺俊峰没有责怪她。

钟离和贺俊峰围堵了高义山，向他追问绝密档案在哪，但是高义山不愿意这么做。贺俊峰得知了高义山就是害他家人死去的凶手的时候十分激动，打算杀了高义山。高义山告诉钟离，贺俊峰是杀她家人的人，钟离觉得难以置信。钟离把东西拿去给孙维君，却被孙维君拿枪指着，还好罗逸菲开枪打死了孙维君。