1940 年春，军统特工左双桃受命暗杀日本特高课大佐山下武夫，夺回被山下截获的军统密信。在南京站，左双桃通过一张照片锁定了目标，却突发意外，只能先上火车再寻机会。餐车上，左双桃观察山下是车内唯一的左撇子。拿茶杯时，接触嘴唇的杯口是右手习惯者的另一侧，于是她在左手拿杯方式的杯口处下毒，成功给山下下毒，未伤及车内无辜的小女孩。山下尚未断气，左双桃跟踪山下一行到了上海站。左双桃与手下袭击车站医务室试图夺走密信。上海租界内的泰和商行实际是日本特务机构，潜伏在此的中共地下党员陈家平，获知山下押送中共叛徒，即将抵达上海。为求证更多情报，他潜进副经理赵安办公室，意外撞见赵安和商行经理罗冠群的夫人偷情，日本特务木村突然到访，陈家平有惊无险。为避免组织遭受更大的损失，陈家平决定先立即前往火车站锄奸。陈家平被赵安发现，左双桃也发现医务室周边有埋伏。就在两人不知如何应对时，他们看到了对方。失散两年多的未婚妻，竟出现在上海火车站。陈家平急中生智，假装来接从武汉探亲而来的左双桃，左双桃也立即热烈回应。

“假装”情侣重逢的陈家平和左双桃，凭借过去真实的恋爱经历和随机应变的智谋，回答得滴水不漏。赵安和罗冠群利用商行会计卢芳芳爱慕陈家平一事，设下圈套挑拨关系，企图误导两人以为自己被对方出卖，但陈家平和左双桃都选择信任对方，最终审讯也没有任何成效，罗冠群和赵安的诡计没能得逞。陈家平和左双桃本以为已经脱险，不料赵安还有后手，他带来了被陈家平在火车站所救的电影明星寒露和重伤被捕的左双桃队友大轩的口供录音，直指陈家平和左双桃都在说谎。陈家平临危不惧，他来回听这两段证人的录音，找出了两人的口供被剪辑的破绽，指认录音被剪辑过。陈家平和左双桃解除嫌疑后，罗冠群立刻换了副面孔，设宴欢迎。晚宴上，罗冠群得知左双桃竟是上海商会会长于善仁太太的亲戚，提出帮左双桃找工作，左双桃婉拒，随后借故离席，偷听到山下尸体被送往慈安医院的消息。罗冠群表面客气，实际他深知山下遇刺事件太多巧合，准备利用赵安去查蹊跷。盘问对方在火车站的真实原因，回溯火车站案的前一天，上海地下党老路被敌伪追捕，陈家平凭借出色的枪法和分析能力，成功救下

原来，老路这几天也在暗中观察着陈家平，紧急唤醒了陈家平——代号“梅花四”。老路告诉陈家平，有一名中共地下工作人员被捕后叛变。老路命令陈家平尽快求证情报。陈家平潜入赵安办公室，找到保险柜里叛徒的供述信，每一字迹都有被擦拭的痕迹。而这位叛徒由山下武夫押送，离火车到站还剩三个小时。陈家平还发现一个密封文件袋，上书“杉计划”三个字，时间紧迫，他难以细看内容。陈家平碍于身份，面对左双桃追问当年领结婚证为何失约，陈家平只能撒谎，两人都不相信对方说辞，欲言又止。山下遇刺后，木村安排加强慈安医院人手。左双桃深夜潜入医院太平间寻找山下守卫的尸体，左双桃为躲巡查人员，藏进冷冻柜，却意外被锁困在柜内。陈家平分析刺杀山下是军统所为，中共叛徒可能就在死伤者中，也来医院寻找。陈家平乔装成医生来到太平间，却听见异响，左双桃破柜而出，外面的特务闯进来，陈家平情急之下躲到窗台外。第二天，陈家平来到左双桃住地，一起拜访于公馆。罗冠群派手下开车送二人，手下听到左双桃姨妈对话起疑。

陈家平命悬一线时急中生智，根据山下武夫下意识使用的左手和常年穿木屐的脚趾，识破这其实是山下假扮的叛徒。山下诈供的计策没能得逞，陈家平深知赵安不会罢休，于是让左双桃伪造写给陈家平的书信。陈家平对罗冠群的见死不救很不满意，罗冠群说自己也被赵安骗了，以为他是真的中共。罗冠群把中共叛徒将卧底名单寄存在法租界卢米埃尔银行的情况透露给陈家平。陈家平来到雨墨书画店，向上级老路汇报卧底名单情况，老路告诫其慎重处理自己的情感，陈家平表示为掩护身份完成任务，暂时先保持与左双桃的恋爱关系，适时再结束。左双桃买了信纸，伪造与陈家平的通信，回忆起曾经，她下意识写了情书，不巧被陈家平看见，左双桃撕掉信纸。左双桃与手下接头，告知手下此前大家被山下骗了，刺杀任务失败，手下劝左双桃离开，左双桃却说自己另有计划。次日，左双桃以换药之名来商行找陈家平，无意中得知赵安即将进法租界搜查中共卧底名单的消息。左双桃突然发现放在包里的信件却不见了，陈家平很快推测出信是被罗冠群的手下偷走了。

赵安奉木村队长之命，到银行取中共叛徒所说的名单。就在赵安拿到名单正要离开，两名劫匪持枪抢劫，不仅抢走了银行柜台现金，还将赵安身上卧底名单的文件袋抢走。租界巡捕探长成子带手下闻讯而至，现场大乱，赵安又气又恼，但也奈何租界巡捕不得。成子是陈家平最好的朋友，文件袋很快就交到了陈家平手中。成子虽然不知道陈家平的中共身份，但他坚信陈家平所做的一切都是为了抗日。把信弄丢的左双桃，在街上漫无目的游荡时遇袭，被击晕后关到一间旧仓库内。一番严酷的审讯后左双桃依然不承认自己是军统。绝望中左双桃的头套突然被摘下，眼前是左双桃在军统的上级刘五常，两年前，就是刘五常将她带进了军统。在得知刺杀山下夺取密信的任务失败后，刘五常全然不顾左双桃的想法，命令她必须与陈家平重修旧好，伺机完成任务。面对这样的任务，左双桃内心反倒有一丝慰藉，因为她又能和陈家平相处一段时间了。左双桃回到商行，与陈家平重修旧好，陈家平虽然措手不及，但也只能接受。

陈家平找到老路，希望以前向组织提出的结婚申请继续有效，老路要请示组织先对左双桃的身份背景进行调查，才考虑是否批准他的申请，同时他也要陈家平设法试探左双桃的身份，毕竟左双桃出现在山下遇刺现场还是颇为蹊跷。陈家平表示会坚决服从组织的安排。另一边刘五常对左双桃结婚表示支持，山下武夫会来婚礼，这是完成任务的绝佳机会，左双桃顾及陈家平，不想结婚，刘五常警告左双桃不可抗令。在获知高放拿着情书要挟左双桃后，刘五常提出暗杀高放，左双桃承诺会自己解决高放的问题。经过一番试探后，左双桃发现高放向军统发电报的秘密，他本质上还是一名爱国青年，两人达成协议，左双桃顺利拿回丢失的信件。被逼婚的陈家平为了躲避左双桃，假装喝多了撞到头，住进了医院。左双桃则主动接近陈家平，每天送饭到医院，然而陈家平拒绝与她见面。经组织调查，左双桃目前暂未发现其它政治背景，组织同意两人结婚。陈家平“康复”出院后直奔商行，为求婚提前做准备。

左双桃来到陈家平家，两人开始为结婚做准备，你侬我侬。随后又一边布置新家，一边偷偷设置各自的暗格，放置枪械、手雷、微型相机等装备。去买婚纱的前一天，陈家平独自喝酒时遇到了卢芳芳，得知赵安申请了一笔额外的预算，结合以前得知的“杉计划”信息，陈家平推断这笔钱与“杉计划”有关。第二天，陈家平与左双桃下班后挑婚纱，为了从卢芳芳处套取情报，借故邀请卢芳芳一起去帮忙参谋选婚纱，陈家平为窃取预算表不断让卢芳芳试婚纱，没想到刚好被左双桃撞见。左双桃生气离开，在婚纱店附近的布告栏发现紧急联络信息，赶去接头。刘五常得知山下武夫要调任苏州宪兵司令部的消息，为保证山下武夫能出席婚礼，要求左双桃三天内办婚礼。陈家平根据从卢芳芳处盗取的文件，获知三天后赵安要去租界内开一个很重要的会议，所以左双桃提出三天内办婚礼的要求，陈家平顺势同意。冯七在赌场赌钱时，突然发现一个似曾相识的身影，原来竟是在火车站刺杀山下后并逃脱的阿坤，阿坤被捕。

赵安被成子带到巡捕房登记。陈家平趁机拆开文件拍照后再密封好，随后赶去婚礼现场结婚。山下武夫、罗冠群及于善仁等陆续到场，赵安也按计划将阿坤带到了婚礼现场，并安排阿坤在酒店大厅楼上目睹了左双桃和陈家平温馨的婚礼过程，企图通过左双桃要嫁给汉奸的事，从心理上打破阿坤的防线。同时，日本宪兵队安排了狙击手，只要左双桃有任何异动就立即狙杀。正如赵安所料，阿坤崩溃，但是阿坤提出要亲自与山下武夫谈条件，并且要求山下先给他松绑。松绑后的阿坤突然拿起锯齿刀，一番搏斗后刺进了山下的左胸，阿坤夺门而出，在外观看婚礼烟花的赵安才发现贮藏室内的山下遇刺。阿坤所谓的叛变，其实是与左双桃合谋好的刺杀山下的办法。山下拼命抵抗，搏斗中撞下了窗台上的花盆。发现花盆坠地的左双桃意识到阿坤可能出了状况，借口上洗手间连忙赶去支援，陈家平觉察出左双桃的异样，悄悄跟上。左双桃借救护山下大佐的机会扯走了他衣服上的第三颗扣子。木村要求日本宪兵队去搜婚宴现场的所有人的身，重点怀疑上了左双桃，要求立即脱衣服搜身，陈家平护住左双桃。

木村为排查刺客，蛮横得让左双桃脱衣服，陈家平为保护左双桃被枪击，胳膊受伤。左双桃悉心陪护陈家平，主动提出自己去商行上班，陈家平不同意。山下遇刺事件，赵安难逃其责。罗冠群同意左双桃的说情，并想进一步打击赵安。陈家平提起婚礼当天冯七曾离开现场一段时间，罗冠群要求暗查冯七，陈家平发现冯七在跟踪两个日本人。老路告诉陈家平，他从赵安那里拍摄到的文件非常有价值，内容涉及到日军一个重要的计划“杉行动”。陈家平汇报了左双桃在婚礼现场的异常，老路表示组织会进一步核查左双桃的身份。陈家平跟踪发现冯七派杀手前往陆军医院暗杀两个日本人，几经周折，杀手刺杀落空，日本人逃走。因语言不通，陈家平未从日本人口中得到线索，却凭记忆记下了几句日语。陈家平找到影星寒露，请她帮忙翻译，从而得知重庆和谈的消息。刘五常对左双桃非常生气，不仅弄丢山下的密信，还擅作主张潜伏。左双桃自辩怀疑是商行的人拿走密信，要继续潜入商行才能完成任务。刘五常要求其尽快夺回密信。

老路听取陈家平险被暗杀的汇报，要求陈家平保护好自己，同时让他准备随时撤离，但陈家平认为“杉行动”好不容易有了眉目，坚定要求继续潜伏。左双桃到商行上班，罗冠群让她接替了卢芳芳会计的岗位，陈家平借机向左双桃发难，在食堂与左双桃吵架，意外听到了二把刀在调查寒露的情报。晚上陈家平到租界，发现赵安的手下冯七和陈树干在监视寒露。国军谈判代表姜兆国到了上海，找到前女友影星寒露，姜兆国让寒露替他租房，留下联系暗语。左双桃再次被高放要挟，原来密信落到了高放手里，这一次，高放要求左双桃与陈家平离婚，和自己在一起才会破解密信交给左双桃，左双桃以现在离婚会引起日本人怀疑为由拖延，争执中被去求签上香的罗冠群妻子张淑云发现。张淑云也在商行做事，她在卢芳芳那打听到高放暗恋左双桃，并将高放和左双桃约会以及左双桃被高放要挟的事儿告诉了赵安，卢芳芳随即也将此事告诉了陈家平。同时经过组织缜密调查，陈家平也从老路那里得知了左双桃的军统身份。

陈家平赶到咖啡厅，刘五常趁乱离开。陈家平叱骂左双桃跟高放私会。赵安现身，命令二把刀搜出高放身上的信，打开一看竟然是其他人给左双桃的情书。 左双桃顿时明白，刚才陈家平揍高放时将密信调了包。左双桃心领神会，装作羞 愤难当。陈家平夺过信，打了左双桃一记耳光，左双桃夺门而出。陈家平随后追上左双桃，将密信交给她，让她离开上海。 刘五常质问左双桃为什么不杀高放，左双桃将密信交给刘五常，并表示对组织靠杀人解决问题不满。陈家平将复制的密信交给老路，告诉他左双桃会离开上 海，然后从老路店里拿走名贵的笔和砚台，送给罗冠群，换取了姜兆国的信息。 寒露成为了寻找姜兆国的突破口，寒露被冯七跟踪，陈家平告知寒露的处境，希望寒露相信他，他会帮她处理。左双桃和刘五常乘船离开，却遇江面封锁，陈家 平面对空荡荡的家辗转难眠。左双桃在撤离前获知上级要求他们保卫和谈，而刘 五常装作没收到电报拒不执行，左双桃几次想逃却被刘五常劝阻。

左双桃回到商行，假装跳楼要挟陈家平和好。陈家平在众目睽睽之下，被迫 与左双桃演了一出夫妻重归旧好的戏。陈家平向老路汇报，同时说明自己不需要 撤离，让老路向组织申请自己继续潜伏。老路告诉陈家平复制的密信组织已经成 功破译，军统在延安安插了代号为大雁的特务，密信内容是根据地的详细经济情 况介绍，并不算绝密内容。老路推测比起经济情况，山下等人当初可能对大雁本 人更感兴趣。回到住所，陈家平追问左双桃回来的理由和她的真实身份，左双桃随口编了一个理由说自己与武汉抗日组织团体失联，只能留在上海。陈家平揣着 明白装糊涂，借坡下驴，继续借假扮夫妻潜伏。左双桃通过破译军统密电也得知 了和谈地点，试探陈家平星期天的行程安排。

陈家平买了一身和别墅内守卫相似的衣服，顺便买了一支左双桃此前没舍得买的口红。陈家平从阁楼进入别墅。赵安和二把刀发现被寒露用 假和谈地址欺骗了后，在寒露烧剩的烟盒中获得了真和谈地址，向别墅赶来。左双桃自制望远镜摸清了别墅内的情形，注意到别墅多了一个行动诡秘的守卫，同 时发现楼下赵安和二把刀的车。陈家平盗取了保险柜密码，打开保险柜，除了文 件资料，还有一个钻戒盒。 陈家平刚拍摄完和谈资料，门外赵安开来的汽车，被左双桃炸了。赵安派人 包围了别墅，陈家平只能先躲起来，扔掉相机、藏下了胶卷。经过一番火拼，两位日本代表逃脱，姜兆国被伪装成修女的左双桃救走，陈家平在别墅内与赵安偶 遇，说自己是奉罗冠群之命跟踪日本代表，被搜身后带回商行。赵安发现了没有交卷的微型相机，他拆开口红，也什么都没有，他开始怀疑陈家平就是“梅花四”。 陈家平将赵安抓到姜兆国助手却秘而不报的情况告诉罗冠群，让罗冠群想办法顺 藤摸瓜截胡立功。寒露来找死里逃生的姜兆国。山下武夫并没有死，他的手下跟 踪寒露，先她一步找到了姜兆国。

二把刀捡到了左双桃的云锦香囊，香囊是南京特制，冯七敏感地意识到只要找到香囊小贩，就有左双桃说谎的人证。陈家平回到家中，跟左双桃故意讲起别墅的经历，并将姜兆 国手下被抓的消息透露给了左双桃。罗冠群为查到姜兆国的助手杜春的下落威胁 张淑云，张淑云利用赵安得到宾馆消息。刘五常回到上海，对左双桃救姜兆国表 示赞赏，同时下达清查法币造假的任务。刘五常命令左双桃想办法营救杜春，因 杜春掌握部分“杉计划”的内容。 姜兆国离去后，陈家平以咨询钻戒为由找到寒露，将胶卷拿回。赵安连夜审讯杜春，杜春誓死不供。罗冠群获知赵安将杜春藏在了鸿运旅馆，陈家平则故意 将情报不露痕迹地透露给左双桃。冯七为了证明自己，独自查香囊线索。冯七在南京见到了卖香囊的小贩，小贩和冯七周旋了半天最终答应指证左双桃，但要冯七写字据。冯七急功近利，按小贩要求写了一堆莫名的话。临睡前，左双桃故作轻松，陈家平猜左双桃可能去鸿运旅馆救人，却不小心睡着，醒来发现左双桃在客厅身负重伤。

冯七将南京卖香囊的小贩带回了商行，指认左双桃是军统特工。商行里冯七要求传唤小贩进来当面对质时，外面传来枪声，小贩逃走。时机成熟了， 陈家平根据赵安和冯七的表现以及商行最近的失利，也声称商行有内奸，内奸就是冯七。证据一是报纸上受伤的姜兆国，包扎手臂的特殊方式 8 字螺旋与冯七一样，且姜兆国逃走当天，冯七也在别墅外。包扎方式其实是陈家平暗中通过寒露 拜托姜兆国去做的。证据二是大马勺在鸿运旅馆调查劫持原因时发现了烧剩下的 字条，是冯七的字迹。百口莫辩的冯七劫持木村，终被陈家平击毙。并被坐实内 奸。陈家平和左双桃各用了计谋：陈家平在别墅时预判到如果被赵安堵在别墅， 胶卷带不出去，所以将胶卷藏在钻戒盒里；冯七字迹的字条，则出自左双桃的计谋。左双桃当时在别墅外看见冯七，了解到冯七要在香囊上做文章，军统提前准 备，引冯七上钩。陈家平将胶卷交给老路，同时向组织申请发展左双桃。老路将营救边币制版专家的任务交给了陈家平。

赵安和二把刀被木村罚去养马，罗冠群在商行中得势，暂时接替赵安贸易组。罗冠群借冯七案完结，向陈家平试探左双桃，陈家平解释云锦香囊是左双桃武汉相好送的，罗冠群半信半疑。陈家平与制版专家朱玉华公园密会，从朱玉华处得知制造伪币是与“杉计划”有关。二把刀与木村的马相处十分融洽，并给它起名小豆子。三人正在叉草料，叛徒喜鹊被中共特工老田追至此地，为了救“无辜”的赵安和陈树干，老田负伤，喜鹊逃跑。赵安为放长线钓大鱼，假装热心营救老田，将老田送到自己线人的诊所。山下武夫找到寒露，向寒露表达爱意，同时将姜兆国与其他女人出双入对的照片拿给寒露。刘五常与左双桃接头，告诉左双桃在延安的军统卧底喜鹊被中共发现，逃到上海却与组织失联，命令左双桃尽快找到喜鹊。陈家平接到寒露的电话，约明天上午见面，陈家平察觉出寒露状态不对，当晚来找寒露。寒露欲自杀，被陈家平送到医院抢救。老田听到诊所医生与76号特务的谈话，开始怀疑诊所医生。医生突施冷箭，给老田注射了镇定剂。

老田将两名叛徒大雁、喜鹊逃跑的情况告知老路，喜鹊偷走了边币印钞纸的配方，大雁偷走了边币铜版，并将喜鹊的照片交给老路。接头后刚离开的老田发现了赵安手下陈树干在跟踪，想要鸣枪通知老路，却被陈树干等特务抢先一步制服。老路约见陈家平，通知他组织同意他继续潜伏，并且在合适的机会可以尝试发展左双桃，与此同时陈家平窃取的蒋日和谈内容已经登报，粉碎了蒋介石的卖国计划，老路将老田送给自己的烟叶，送给了陈家平。赵安对老田用刑，老田至死什么都没交代，赵安也不着急，因为已经发现了老路，并且顺着线索发现了陈家平，他静默等待证据。寒露出院，山下为寒露庆祝，迷奸了酒醉的寒露。左双桃继续与陈家平吵架、分床睡，趁机去夜总会跳舞接触舞女蔡红菱，因为她是喜鹊在上海的相好。左双桃跟蔡红菱回家学跳舞，通过房屋格局和垃圾桶里的纱布，确认了喜鹊的住址。喜鹊也看出了左双桃的意图，让蔡红菱明天伺机杀左双桃灭口。左双桃深夜回家，陈家平对她的着装品头论足，并强调自己的重要资料在床头柜里，让她不要乱翻。

陈家平以老路卖的砚台有问题为由，将老路拦在门外，顺势载其离开茶馆。赵安带人分头抓捕，一路盯陈家平和老路，一路搜捕海半仙茶馆。陈家平让老路马上撤离，老路明白自己撤离后，陈家平也就无法继续潜伏了，前面的潜伏努力都将付诸东流，所以宁死不肯离去。为了让陈家平为革命做更多贡献，老路主动将自己送到了罗冠群手里，陈家平含泪应允了老路舍身掩护自己的提议。赵安将海半仙茶馆内所有的人全部扣留，却查不出谁是真正的嫌疑人，此时，罗冠群也带人赶来。原来，老路为套路罗冠群，开始什么都不肯向罗冠群透露，直到罗冠群通过书画店里的消费线索，找到老路的“家人”，老路才指认了海半仙茶馆内的两人是中共，罗冠群将茶馆内的两人抓捕，其余人释放。很快，罗冠群发现自己被骗，老路供出的两人是贩卖烟土的烟鬼，根本不是中共，而老路家人的信息是伪造的，老路的家人已被日本侵略者杀害，早就孤身一人。气急败坏的罗冠群怀疑陈家平是老路的同伙，下令让陈家平枪杀老路。

陈家平忍住悲痛开枪，罗冠群手枪装的是空包弹，罗冠群决定把老路吊起来，直到他咽气为止。老路牺牲，陈家平只能将悲愤深藏心里。蔡红菱不忍心滥杀无辜，在喝粥的时候给左双桃下迷药，将她迷倒后绑起来，问她事情的真相。在得知喜鹊卖国求财之后，蔡红菱帮左双桃偷情报，被喜鹊发现，落在了喜鹊手中。蔡红菱将怎样能找到喜鹊所藏的情报告诉左双桃，掩护左双桃脱身，被喜鹊枪杀。二把刀和陈树干去赌博时，发现了前两天在海半仙茶馆见过的可疑客人，私自将人击晕绑走。执行任务回来的左双桃辗转难眠，陈家平也一样，两人都因失去同伴悲伤。陈家平开始每天订阅《新申报》，等待与上级联系的消息。看门的钱秀才注意到了陈家平这一举动，陈家平也发现钱秀才不简单。陈家平怀疑左双桃每天去跳舞和军统任务有关，所以找成子打听租界舞厅的事，得知死了个舞女，从舞女的遗物中，陈家平发现了蔡红菱和喜鹊的合照。陈家平将老路书画店窗台上摆的黄菊花换成了紫菊花，通知其它联络人书画店暴露。一天，陈家平开车路过时，发现紫菊花又变成黄菊花，随即假装进店观察情况。

晚上陈家平回家，故意将中共老路的被捕后的审讯记录透露给左双桃，左双桃对老路的英勇十分钦佩。赵安因为抓到了中共特工黄金明并策反，抓到不少中共地下党，官复原职。陈家平每天看《新申报》的情况被他注意到，通过黄金明打探到中共通过新申报联络的暗号。刘五常告知左双桃停止追查喜鹊的任务，并告诉他喜鹊手里的配方其实是解放区边币的配方，军统拿这个是为了打击共产党，左双桃大为困惑。赵安和陈树干根据黄金明提供的破解办法，到舟山公园守株待兔，抓捕陈家平和接头的中共。赵安和陈树干最终碰上的是成子，而成子是来公园与克莱芒局长遛狗的。原来赵安和黄金明看到的暗号是个鱼饵，老路发生意外后，组织已经启动了二级暗号，黄金明只知道一级暗号，陈家平用一级暗号放烟雾弹，试图打探黄金明在谁手上，以便伺机锄奸。现在陈家平已经确定，叛徒就在赵安手上，随后跟踪赵安来到了黄金明藏身的酒店。陈家平发现了黄金明，并得知他今晚要见木村，陈家平情急之下动手锄奸，却反被黄金明算计击晕。

寒露找到山下试探，得知丁秋阳因失血过多死在了逃跑的路上。其实丁秋阳逃去找山下，将姜兆国回来的事情告诉了山下。山下找到并跟踪姜兆国，以此来寻找喜鹊拿到边币配方。姜兆国发现被跟踪，负伤逃跑，喜鹊也偷偷溜走。左双桃依旧坚持抓捕喜鹊，阻止他破坏抗日统一战线的举动，找到了喜鹊的主治医师乔宇峰。鹦鹉告之陈家平新的情报：重庆来人和喜鹊在交易，被日伪围捕均下落不明，要求赶在日本人之前找到喜鹊。左双桃佯装有病，借机找乔宇峰看病，乔宇峰见色起意，邀约左双桃再来找他咨询。左双桃为摆脱陈家平，在汽水里下安眠药。晚上喜鹊来到了乔宇峰的办公室，乔宇峰曾经是木村的线人，看到通缉令后发现了喜鹊的秘密，为了控制住喜鹊给其注射药物，没想到直接致死。乔宇峰通知了木村，木村第一时间赶来。左双桃晚上也来找乔宇峰，发现喜鹊已死，便动武逼乔宇峰交出配方，乔宇峰打破乙醚瓶，迷倒左双桃。乔宇峰色胆包天，将左双桃绑在医疗椅上。

陈家平醒来后第一时间赶到医院，他在医院门口看到了准备来向木村要回小豆子的二把刀。正准备解剖器材的乔宇峰被偷偷潜入医院的陈家平击毙，陈家平戴上口罩穿上白大褂，假扮乔宇峰回来找木村，趁递手术刀的机会一刀结果了木村，救下了左双桃。这时二把刀敲门找木村，半天没人开门，推门进来被房间内的情况吓傻。陈家平掐醒昏倒在木村被杀现场的二把刀，直指其杀人行径，二把刀慌神反驳，陈家平却说留有指纹的手术刀一定会让宪兵司令部的人怀疑。陈家平随后教他重新伪造犯罪现场，如何为自己洗刷嫌疑，将罪行嫁祸给乔医生，二把刀感激涕零，照做无疑。陈家平收起了有二把刀指纹的手术刀，成功带左双桃离开医院。左双桃向陈家平承认了自己的军统特务身份，以及要找到军统叛徒喜鹊身上的边币用纸配方的任务，陈家平安慰受到惊吓的左双桃，但喜鹊身上的配方不翼而飞，让两人百思不得其解。

陈家平在咖啡馆约见卢芳芳，查看上海市下水道分布规划图，陈家平趁卢芳芳去洗手间整理之际，趁机拍下规划图照片。这时，陈家平突然发现有两个人经过咖啡馆，一个是内田，旁边的竟是山下——他还活着。左双桃洗好了规划图的照片，与刘五常接头，将规划图转交给了姜兆国，原来姜兆国通过郭运知道了伪钞厂建在地下，郭运当初就是通过下水道逃出来的，可以通过下水道分布找出伪钞厂位置。这一切被跟踪而来的陈家平悉数听见，自己却不小心暴露，姜兆国想要杀人灭口。陈家平临危不惧，借助郭运的回忆，凭借超常的分析能力定位出伪钞厂在日本人的军服厂下面，并以保护妻子为由，要求带上自己一同执行摧毁伪钞厂的行动，姜兆国应允陈家平的要求。陈家平潜入赵安办公室偷劳工证，却遭遇险情，差点无法脱身。

在二把刀的掩护下，陈家平顺利拿到劳工证。陈家平、左双桃、姜兆国和刘五常四人伪装成伙计，成功混入军服厂，一路惊心动魄，却没能跟上领头孙工头进入最关键的通道，他们不知此行已引起军服厂长官松本的怀疑。陈家平和姜兆国无意中救了一个少年，在他的带领下两人成功找到了印刷车间所在的仓库，陈家平凭借风向找到了暗门方向。陈家平、左双桃、姜兆国等人顺利会合，左双桃发现车间里的红色报警器，不能轻易触发。陶大春带着飓风队来与姜兆国等人碰头，众人商量策略后准备行动，姜兆国不信任陈家平，也不想让他知道军统打算独吞中共边币铜版，于是将陈家平拷在车边，只带着自己人深入军服厂，没想到中了敌人的圈套——伪钞厂已提前转移。姜兆国和左双桃等人被困在印刷车间里。厂外的陈家平看到松本出现，猜到里面已中埋伏，情急之下解开手铐，陈家平跳进了军服厂，带领大家艰难突围，与宪兵队激烈火拼。姜兆国想杀陈家平以绝后患，却被陈家平钻了空子逃走，姜兆国被日本人俘虏。姜兆国失踪，陶大春认为与陈家平脱不了干系，想一枪打死他，为此与刘五常产生分歧。

伪钞厂事件令军统损失惨重，左双桃也开始怀疑陈家平的身份。组织要求陈家平汇报军统特务“大雁”王大浦的行踪。陈家平接到罗冠群电话，意识到自己被姜兆国出卖，他被罗冠群抓走。左双桃打算让赵安做替罪羊，首先就是拉罗冠群入伙，让他意识到自己和陈家平是一条船上的人，陈家平有难，自己也会遭殃。为救陈家平，左双桃下了一盘大棋，她通过姨妈家知道罗冠群让大马勺运往国统区的走私物资是织纱，让高放破译这批走私物品交易时间和地点，随后安排成子突袭码头，劫走货物，再让二把刀不经意间发现这批货，赵安知道这是罗冠群的货果然如获至宝，喜不自胜。罗冠群那边则是愁眉不展，他让大马勺抓紧查清对方身份，万一让日本人知道，自己性命不保。大马勺得知赵安已经得到了那批货，罗冠群暗叫不好，决定让赵安顶替罪名。张淑云向赵安又哭又闹，赵安软语安抚，无意中透露出明晚要和人交易的信息。左双桃通过卢芳芳打听到陈家平被转移至宪兵司令部的留置所，暂没被用刑。

左双桃找到寒露请她向姜兆国求情，寒露感念陈家平之前的救命之恩，前去看望姜兆国，希望他指认赵安为“红桃五”。寒露求内田见到了姜兆国，姜兆国同意更改口供。得知寒露将和山下结婚的消息，姜兆国情绪激动，寒露不小心透露出打算和姜兆国一起服毒的计划，对方却表示自己身负伟大的任务，不能就此赴死。姜兆国推测出山下武夫是“杉计划”的掌控者，并让寒露再次委曲求全，借山下的权力还自己自由。寒露心灰意冷，却又无法控制自己再次陷入漩涡。姜兆国果真向内田翻供“红桃五”并非陈家平，另有其人。赵安在去交易的路上发现地上有明显的车辙痕迹，心生疑窦，果然发现大马勺和内田埋伏在前，暗叫不好，伺机溜走。内田缴获棉纱却找不到赵安踪影，加上陈树干等人的信息，更加坐实赵安就是“红桃五”。赵安和张淑云在码头碰头准备私逃，张淑云骗赵安去仓库取金银细软，没想到竟等来了罗冠群，张淑云迫于罗冠群的淫威，亲手活埋了赵安。

陈家平拿出越狱的钥匙。和王大浦走到最后一道门时，他们遇到瞎子老兵吉田，一番周旋，王大浦独自逃出，掰断了木制钥匙。陈家平没想到门外竟站着内田。原来，山下找到内田希望他一起寻找“大雁”，内田特地前来提人，没想到对方越狱了。为自证清白，陈家平请缨抓回王大浦，内田却并不信他，朝他挥了一刀。内田告诉罗冠群和左双桃陈家平越狱被杀，两人信以为真。左双桃悲愤地指责姜兆国害死陈家平，刘五常却觉得另有隐情。果然陈家平并没有死，他再次找到王大浦。王大浦以金钱为诱饵，再次提出合作。陈家平通过定期运送尸体出城的慈善组织的车，带着王大浦成功逃过日本人的盘查。陈家平假意询问，王大浦说要先去欣客旅馆拿钱箱的钥匙。随后王大浦掏出了手枪对准陈家平，原来王大浦早已识破陈家平的共产党身份。陈家平与其缠斗一番后，跳窗逃走。王大浦联系上了军统，并将边币铜版交到了姜兆国的手上。刘五常告诉左双桃陈家平还活着，并告之其真实身份，左双桃恍然大悟，刘五常要左双桃向姜兆国道歉。

陈家平获得了内田的信任，罗冠群也有意拉拢。罗冠群神秘兮兮交给陈家平交易的任务。陈家平向组织汇报已找回边币铜版，但身份恐已暴露，难以在商行久留，左双桃与军统决裂，参与中共地下意愿强烈，希望组织批准。组织上交代他最后的任务是找到边币用纸配方和真正的伪钞厂，左双桃要和他一同完成，“梅花红桃”正式合作。另一边，罗冠群回忆起木村死前追踪过“喜鹊”，“喜鹊”身上的边币用纸配方是被罗冠群拿走的，而陈家平也忆起自己曾在罗冠群办公室里发现沾有血迹的配方，通过二把刀的情报，陈家平推断出罗冠群所说的交易应该是把边币配方卖给日本人。不得重用的钱秀才暗自恼恨，私下向内田举报罗冠群杀了赵安，内田让他查从泰和商行寄出的匿名信。心力憔悴的寒露找到陈家平，希望他能给自己任务。陈家平告诉左双桃，她的入党申请已递交组织，需接受进一步考察，目前需她协助行动。陈家平让左双桃做好功课，陪寒露与山下去选婚礼上穿的和服。陈家平被带到罗冠群的秘密基地，知晓了山下要和罗冠群交易。山下临时接到一个电话说对方想在今天交易，山下赴约。

罗冠群让陈家平扮成黄包车夫，暗中接走山下的金条。内田跟踪陈家平，没想到陈家平跑到了车行总部，看着眼前数百辆黄包车，内田傻眼。罗冠群拿到五十根金条，笑得合不拢嘴，让陈家平把配方交给山下，陈家平发现罗冠群给他的配方是假的，是有意试探自己。陈家平假扮点心店老板给正在陪寒露试婚服的左双桃打电话，让她留意山下之后通话的对话信息，寒露伺机将山下的手表时针拨慢，并抢先接起电话，罗冠群急于脱身，告知了寒露真正的交易地点，山下发现手表变慢，意识到自己耽误了交易，立刻离开，寒露想拖住他，反被扇了一巴掌。陈家平抢在山下之前来到交易地点，却只拿到一枚袖扣，左双桃回办公室，为受伤的陈家平取药，意外听到钱秀才和内田的对话，原来钱秀才通过匿名信中照片的玻璃反光，推断出了匿名信是罗冠群或其手下寄出的，这正是罗冠群与山下交易用纸配方的信。左双桃大惊，催促陈家平赶紧避风头，为了找到真正的配方，陈家平决定留下，并向罗冠群通风报信，罗冠群当即准备带上张淑云出逃，派大马勺提前带张淑云离开。

罗冠群被内田逮住，张淑云误以为罗冠群有外室，阴差阳错跟踪他拿到了配方，为了活命她投靠内田，并暗中告知罗冠群的藏身点。内田把罗冠群带到赵安被活埋的地方，让张淑云决定其生死，罗冠群像狗一样哭着求她网开一面，张淑云转投内田的怀抱，放了罗冠群一条生路。罗冠群被交由钱秀才审问。钱秀才不耻于做“三姓家奴”，再次向内田自荐，请缨揪出“梅花四”和“红桃五”，夺回边币铜版。卢芳芳看见内田和山下一同走进宪兵司令部，以查看资料为由，潜入偷听两人提起的“新地”，她的举动引起钱秀才的警惕。钱秀才闯进档案室，好在卢芳芳没有留下明显的痕迹。刘五常手下胡峻告诉左双桃刘五常被陈家平害死，左双桃看见刘五常的尸体，悲愤交加。左双桃试探陈家平上级的情况，陈家平表示自己没见过对方。钱秀才猜出了陈家平是“梅花四”，左双桃是“红桃五”，联想到他曾看见卢芳芳包中有外滩公园月票卡，而自己公园偶遇陈家平，揣测卢芳芳是陈家平的上级。即便痛心刘五常的牺牲，左双桃还是表明了退出军统的决心，姜兆国利用刘五常的死，离间左双桃和陈家平。

卢芳芳告诉陈家平“杉计划”里的“新地”线索。陶大春下令狙杀陈家平和卢芳芳。陈家平和卢芳芳分头逃跑，卢芳芳被左双桃抓到，陈家平掉入苏州河逃过一劫，后来在街头看到卢芳芳插着匕首的尸体。回到家，陈家平和左双桃对峙，陈家平表示自己没有杀刘五常。左双桃对于卢芳芳的死也很惊讶，她此前悄悄放走了卢芳芳和铜版。两人并不信任对方，陈家平证实卢芳芳身上的匕首正是左双桃随身携带的，两人激烈交手，在黄浦江畔拉响手雷。钱秀才向山下汇报，梅花四和红桃五同归于尽，山下许诺他泰和商行经理之位。假死的陈家平找到了王大浦，从他口中知晓了钱秀才的诸多秘密，左双桃也从胡峻口中逼问出了姜兆国才是杀害刘五常的真凶。陈家平和左双桃解开误会，两人将下一个任务目标瞄准了山下。姜兆国任务失败，无脸再回重庆，来找寒露想带她走，寒露冷淡坚决地拒绝了。卢芳芳的上级、中共地下党员海叔部署行动计划，他们在山下婚礼上找到了“新地”的线索，锁定了伪钞厂位置在露华电影院底下。

露华电影院，宾客云集，陈家平准备刺杀山下，左双桃也来到化妆间和寒露换装，没想到被张淑云撞见，左双桃打晕张淑云，却忽略了她掉落的扇子，钱秀才留意到异常。婚礼现场爆发枪战，陈家平和左双桃趁乱离开，路上遇到高放，高放为救二人壮烈牺牲。行动小组成功完成计划，山下等人气急败坏，却又疑惑陈家平为什么没有抢走铜版和配方。山下打开箱子查看铜版和配方，没想到竟是爆炸装置，山下和内田与整个地下工厂在一声巨响中覆灭。原来箱子早已被陈家平掉包。姜兆国在码头没有等来寒露，等来的是枪杀他的子弹。三个月后，依然是山河零落，罗冠群潦倒落魄，靠卖画赔笑为生，衣着光鲜的钱秀才随手杀死罗冠群。钱秀才在酒楼志得意满地享受美酒好菜，陈家平和左双桃突然出现，夫妇俩一唱一和，一枪了结了钱秀才的性命。1942年的香港同样被日本帝国主义侵占，陈家平和左双桃在这里与联络人碰头，并获得新的代号和任务，他们又将开启另一段未知征程。