日本情报高手中村功受命来到上海，负责对上海共产党组织的清查。中村功获悉之所以能挖出与佐尔格小组有联系的上海地下党，是因为在地下党中有他们的一枚重要棋子“白鸽”。但除“梅”机关的机关长营左祯昭将军以外，没有人知道“白鸽”是谁。

董剑飞准时造访字画店，中村功和他的学生、特高课长石川云子扮成买字画的夫妇和他攀谈，董剑飞识破了他俩的身份逃走。中村功和《读卖日报》的随军记者西里龙夫在仙乐舞厅喝酒，他们之间的谈话透露了惊人的秘密，原来，西里龙夫和中村功两个日本人的真实身份都是“日共”、“中共”双料党员，而中村功正是“杜鹃”。

正在台上唱歌的地下党员李冰见董剑飞踏入险境，她故意唱歌走调吸引董剑飞的注意。董剑飞逃走，而中村功则堵住了萧船。日共情报网被破获，因为有“杜鹃”参与其中，关于“杜鹃”是否已经叛变成为延安最关心的问题。这时，董剑飞发来电报，要劫狱和暗杀中村功，郑部长批准了董剑飞的行动。

董剑飞设伏，有惊无险地救出了杨铁在内的被俘地下党员，并枪杀了12名日本兵。影佐祯昭的手段让石川云子感到寒心。军部情报课长小林本来不相信中村功对营左祯昭的“栽赃”，听到这一消息也倾向了中村功，他命中村功去萧船工作的杂志社抓人。

与此同时，被董剑飞救走的地下党员们，连同萧船、李冰、猫爪在七莘庄召开会议。董剑飞怀疑“白鸽”就在这些人之中，但他一时无计可施，明知问题重重，他还是决定暂时由这些人组成新的地下党支部，董剑飞自己出任书记。在石川云子授意下，从步兵桥就埋伏观察董剑飞一干人等的特务吴四宝把他们在七莘庄开会的消息传递回了宪兵司令部。

中村功从端木星手中救下了石川云子，端木星被捕。而董剑飞则趁乱溜掉，回到家就见到了来找他的萧船，他把要寻找“杜鹃”接头的事情透露给了萧船，并坦白了他对中村功的怀疑。石川云子领着中村功来到了土肥原和影佐祯昭为他精心准备的大公馆，而中村功对他们想做什么显然再清楚不过了。董剑飞为了摸透萧船的底细，故意把自己怀疑中村功就是“杜鹃”一事告诉了她，并怂恿萧船面见中村功，和他就此事摊开了谈。

董剑飞为了彻查“白鸽”，对自己每一个手下每一名地下党员都不敢轻易放过。李冰为董剑飞怀疑她的事情而苦恼，她向萧船吐露心事，力争清白，更决定通过老崔藏起的秘密电台，绕过董剑飞，越级汇报。她们一起赶到了白城书局。石川云子接到密报，得知白城书局是共党的秘密联络点，石川云子展开行动。

石川云子白天拿枪出去杀人，回家就变成了家庭主妇，操持家务，伺候中村功，但就是看着中村功的目光总带着监视的意味，中村功了解她的想法，情况在他的掌握之中，他仍然期望透过她套出“白鸽”和“鱼钩”的秘密。董剑飞召开党组织会议，杨铁为首的同志力主彻查李冰和萧船二人。萧船留书让李冰藏好，自己则前来开会，她在众人面前掩饰了李冰的行踪。

中村功查封了合生药厂，生产军需刻不容缓，这对土肥原来说是要命的事情。土肥原立即赶往军部兴师问罪。中村功早料到他有此反应，他将孔家秘密宝藏的事情告诉了藤田司令。藤田执意要先挖出宝藏。在别人地头上有力使不出的土肥原一时也不知如何应对。中村功假意提出解决方案，一边挖宝，一边复工部分车间。

中村功回到家，石川云子买回菜，又下厨做饭，一副家庭主妇的做派，但中村功很快发现了书被掉包。二人一起吃饭，却各怀鬼胎，中村功故意点出他在圣菲斯教堂看见了“白鸽”，石川云子言语上出了纰漏，让中村功确定“白鸽”必在八点出现在圣菲斯教堂的人员当中。董剑飞和猫爪商议李冰的清白问题。

中村功编出了天衣无缝的唱本，在土肥原面前告了影佐祯昭和“白鸽”的刁状，原来影佐祯昭无意间泄露了土肥原的行踪，中村功称军统的人已经为此做好了刺杀准备。被绑架的李冰不明所以，还以为真是董剑飞不信任他，派人逮捕了她。她含冤不白，用计打伤了看守逃跑了。枪口之下，假杨铁坦白了自己的身份。

西里龙夫将李冰送到了偏僻的麦田旅馆。李冰对西里龙夫并不信任，虽被他识穿了自己要到常熟新四军解放区的目的，李冰还是矢口否认。夜间中村功和云子正在床上休息。突然电话声响，心中有事的云子急忙冲过去接了，里面不发一言，云子狐疑挂断。不一会电话声再次响起，云子默契的让中村功去接，听到他的声音，电话那头的西里龙夫这才慌忙将李冰的事情告知给他。中村功一边听着，一边编出一套和西里龙夫说的完全不相干的鬼话骗云子。

中村功赶到旅馆与李冰见面，中村功注意到李冰身上的一个玉佩。他安排好一切，准备送她离开，之后便赶回司令部了。罗长发和魏大勇也跟踪萧船来到了旅馆外，魏大勇去通知董剑飞，罗长发则继续在旅馆盯梢。吴四宝按照影佐的吩咐去麦田旅馆抓捕李冰。同时董剑飞也向麦田旅馆赶来。萧船见到李冰，埋怨她不该相信中村功。李冰和萧船身陷囹圄，萧船侥幸逃脱，李冰被吴四宝一枪打死。

吴四宝的生意被端木星全部抢走。影佐为他跟中村功产生争执，但是由于吴四宝作恶多端，影佐也无可奈何。他搬出藤田，但是藤田权衡利弊反而站在中村功一边。云子也觉得影佐实在不应该跟吴四宝这个人渣扯上关系。萧船满腹狐疑，她约西里龙夫见面打探消息，却被魏大勇撞见。中村功彻底断了吴四宝的财路，他让端木星盯紧吴四宝，随时准备给吴四宝致命一击。吴四宝无意得知日军把收缴的黄金都藏在正金银行，他决定拼死一搏，打劫运钞车。

吴四宝打死了两名运钞员，在打劫现场撒了几张共党传单，试图将嫌疑转到共党那里。可是最终他连车门都没有撬开，只好慌忙逃窜。端木星将这一切看得清清楚楚，他都一五一十地汇报给了中村功。晴气想要放走吴四宝，中村功带着人证及时赶到抓捕了吴四宝。吴四宝知道影佐很多秘密，云子得知吴四宝被抓的这个消息，决定用自己的方法帮助影佐。中村功审讯吴四宝，试图逼问出谁是白鸽。

小林走后，吴四宝毒发身亡。这时中村功赶了回来，发现吴四宝死前留下了一个讯息。中村功没有小林杀人的证据，为了免得莫翻译官被灭口，索性将他关了起来。中村功命小林把吴四宝尸体送给影佐。影佐收下尸体，遭到藤田怒骂，因为他收下尸体，意味着他承认吴四宝是他的人。中村功找到证据证明吴四宝是影佐的属下，而吴四宝之死分明是影佐杀人灭口，事已至此，藤田也保不了影佐，只好将他遣送回日本。

董剑飞在安全处醒来，告诉猫爪其实自己怀疑萧船。这时董剑飞发现那件内衣不在了，原来那件内衣上藏有密码，猫爪要回去拿，董剑飞坚决不允许。可是猫爪偷偷跑回了车行，董剑飞大惊失色。猫爪把自己掌握的第二套给了萧船。萧船藏了起来。猫爪赶回车行。萧船却主动约云子见面，云子答应了她。

正好端木星也来跟中村功汇报猫爪受伤的事情，萧船表示她不关心这件事情，她来是请求云子的保护，她说董剑飞要杀她。跟踪萧船的魏大勇怀疑萧船就是白鸽，董剑飞也对萧船充满怀疑。他们决定向组织汇报，申请抓捕萧船。云子无意中跟中村功泄露，其实萧船就是白鸽。中村功并没有完全相信云子。中村功命端木星跟踪云子。

董剑飞被捕，萧船、罗长发被冯阳和魏大勇击昏抓了起来。中村功交待端木星监听关在一间牢房里的莫翻译官和董剑飞。董剑飞和莫翻译官在牢房里聊些不着边际的话题。中村跟藤田汇报自己没有时间审讯董剑飞，藤田决定由云子负责。藤田告知中村功军部怀疑他不是日本人，中村功不以为然。实际上感到了很大压力。

中村功得知了萧船等被抓的消息。地下室，萧船和罗长发互相试探。正在此时，西里龙夫被调回东京。而中村功在读卖新闻上发现了武田留下的讯息，决定赶回东京获取情报。重光堂地下室，罗长发和萧船互相鼓励活下去。中村功为了刺探情报，跟云子说自己要辞职回东京。影佐也发现了读卖新闻上的密码。藤田安排中村功回东京跟军部申诉。并命他审讯董剑飞。

莫翻译官分别跟藤田和中村功汇报，董剑飞还掌握重大秘密，不能杀。刑场上，董剑飞就要被枪决，枪声已响，藤田和云子赶到大声阻止，才发现董剑飞根本毫发无损。这只不过是中村功的试探。藤田拿到了别人送给董剑飞的纸条。藤田想发电报给东京让军部扣留中村功，云子说服他再给中村功一次机会。中村功出发去东京，临走前给端木星布置了几件任务。

影佐把中村功带到了情报局审讯室，武田的情人良子正在那里受刑。影佐表示如果中村功愿意破解密码，他就放了良子。中村功要求给他一天时间，他将破解出报纸上的密码，实际上影佐已经破解了密码，他在诱敌深入。中村功还告诉影佐，武田身上的刺青是明智武士的符号，他需要一天时间破解出刺青上的密码。

良子则赶到军部情报局以便让影佐看到自己，这时良子发现野岛押送小林泽似乎有什么诡计，于是她决定跟踪他们。重光堂地下室，萧船几乎死去。中村功正在新宿饭店的聚会上高谈阔论，中村功得知云峰的温泉的真实含义。影佐押着小林泽前来指认中村功。一时间中村功生死未卜。小林泽否认自己认识中村功，良子赶到，伪装影佐太太，通过广播喊走了影佐。

上海，端木星的人抢劫了通商银行，栽赃给军统。日本，中村功回到了军部，将答应破译的密码提交给影佐。军部情报局接到电报，通商银行被抢，中村功决定回上海。影佐妄图拦住他，时间很紧急，中村功用计逃脱，赶去情报的藏匿地点。中村功跟良子会合，并终于及时赶到，得到了情报。影佐感到也许小林泽的尸体是个证明中村功有罪的证据，他命人尽快将尸体运送过来。

重光唐地下室，萧船告诉罗长发，影佐就是杜鹃。两人濒临死亡。军部决定派影佐回来协助中村功，中村功顺水推舟，将侦破银行劫案的工作推给影佐和云子。云子命人将萧船和罗长发关到医院。萧船没有死，但是却发了疯。影佐回到了上海，而在东京，军部也开始调查那起神秘的车祸。

冯阳准备处死罗长发，可是最后时刻，罗长发用计逃脱。新四军江南指挥部，郑钧准备赴上海与杜鹃接头，可是此刻日本人封锁了去上海的道路。中村功明小林押送董剑飞去七莘庄，暗中安排莫翻译官去七莘庄刺探情报，他想看看到底董剑飞和莫翻译官是不是值得信任。中村功从莫翻译官处得知，原来中共在日本人内部还安排了四号线。

医院里，有人救走了萧船。藤田和影佐这时候已经感到了云子对待中村功态度的转变，她似乎还是相信中村功。中村功与董剑飞当面再次对峙，中村功感觉到董剑飞存在着问题，他把《安徒生童话》给了董剑飞，却并没有把解读情报的方法交给董剑飞。

中村功得以脱身去与萧船见面，他决定除掉白鸽。影佐的人也追到了教堂，但是幸好中村功及时赶到，救走了萧船和罗长发。云子欺骗影佐，她已经将中村功拖延在家中。中村功等人来到了董剑飞隐身的小屋，却发现门口卖馄饨的小贩形迹可疑地溜走了，中村功命萧船和罗长发跟踪小贩，自己去与董剑飞见面。

中村功赶到春光车行，最后时刻，他揭穿了罗长发的身份。云子受命到春光车行抓捕中村功，却杀了罗长发，放走了中村功。云子最终死在了影佐的枪下。魏大勇杀死了冯阳，告诉中村功自己的身份，但是中村功却不相信他，魏大勇最后舍身救下了中村功和萧船，证明了自己的身份。日本人封锁了街道，中村功带着萧船用计逃脱。

中村功受到审讯，影佐用尽各种方法却无法得到一点情报，最后影佐却由于自己的失误，即将受到军部的审判。影佐妄图再次审讯中村功，却被中村功的人道主义精神所震撼，中村功指出了影佐跟自己斗智斗勇所犯下的一系列错误。失败令影佐颜面尽失，最后他无法面对这个事实，竟然剖腹自尽。