1937年2月的南京街上，正被春节的一派祥和喜庆笼罩着。大年三十，在某条街上，人民正忙着庆祝春节时，一队车辆打破了这份喜气。这对车辆正运着复兴社特务处行动组到一所民宅楼执行中共地下党的抓捕任务，然而到达之时，在楼里的地下党们被行动组围歼杀尽，但是秘密文件，已被地下党们以防行动组获得情报而提前进行烧毁。

烧毁文件的火炉里，只留下任务目标们烧毁未妥的一些文件，复兴社特务处行动组组长马成宇通过文件残余的字迹，辨认出一些线索来。

晚上，复兴社正举行着除夕联谊会，潜伏在复兴社担任电讯组员的中共地下党员陈力，和潜伏在复兴社担任特务处防谍组组长的中共地下党员秦川，也在联谊会上。正当大家尽兴之时，马成宇在任务过后也到达了除夕联谊会，复兴社特务处处长曹三白正开玩笑地说马成宇迟来罚酒时，马成宇突然掏出手枪，指向秦川，说秦川的共产党身份已经暴露了。

秦川面对马成宇这一举措临危不惧，并要求马成宇拿出证据来，马成宇枪口一转，对着陈力。这惹起了电讯组组长叶琳琳的强烈不满，曹三白也对此表示怀疑。这时，马成宇从袋里拿出刚才任务所获的残纸，纸上仅余的字，清晰写上了陈力的名字。马成宇根据这个证据，更向众人说了自己的推断，说陈力已经暴露了，并且还有同伙，在复兴社潜伏得更深。

秦川见陈力身份败露，正打算有所行动时，陈力却来个反击，挣脱了枪口的威胁。一翻混乱的打斗下，陈力正拿餐刀准备伤杀马成宇时，马成宇的手下见状一着急，就开枪把陈力枪杀了。

事后，秦川回到住处，因战友陈力惨死而挑起种种回忆，回忆中有一段往事，是与交通员夏岚订下终生的情事，这段回忆绕上了秦川的心头。

因之前马成宇揭露陈力身份而受到上头嘉奖，曹三白向秦川说，觉得这段时间马成宇有点目中无人，并向秦川说国防那边有人告诉他要注意马成宇，再不采取行动自己的位置会被动摇。曹三白说出他对秦川的厚望，暗示秦川要为其彻查马成宇的一些不见得光的活动。

晚上，秦川暗地里跟踪马成宇，果然，发现了马成宇暗中与德国军事顾问团秘书汉斯暗地里为日本人收集情报从而进行金钱交易。这次交易的情报是江防要塞图，交易后，马成宇借酒毒杀了汉斯，并发现了秦川。正当秦川被马成宇的手下挟持时，秦川的好兄弟，南京警察局警员沈若寒出手相助。

沈若寒枪法如神，与秦川联手脱离险境，并把马成宇逼至绝处，马成宇被秦川痛绝之后，秦川从马成宇的大衣里拿走江防要塞图，却受到了日本参谋本部中国课科长星野千里的偷袭，江防要塞图这一文件也被偷走。

事后，曹三白探望受伤的秦川，并谈论了因为马成宇的背叛，使得日本间谍获得了情报，也据消息称，江防要塞图已经在日本人手里，两人深知此事后患必无穷，故有所行动，要从日本人手中抢回文件。秦川与沈若寒聚旧之时，说起这事，秦川告诉若寒，那帮日本间谍，领头的是星野千里，并说了自己与星野的渊源，让若寒多盯着点，希望尽快把文件抢回来。

另一边厢，曹三白从刑讯室把一名曾经在马成宇手下做事而遭受怀疑，因而被囚禁的行动组组员顾明杰释放了。顾明杰为此向曹三白表明忠心。

此时，特务处正有一项新任务，就是要抓捕一位今天到达南京火车站，名叫欧阳澈的前共产党上海情报负责人，一旦发现可疑便要把他扣押。这位欧阳澈恰好是秦川的最新地下党上线接头人。

特务处到达火车站后，秦川用计使开其他特务处组员，正当准备与假扮卖烟人的地下党接头时，却被曹三白叫住。

南京警察局接到电话说火车站有日本间谍，正有一队警员进入火车站行动。与此同时，中共华东地区地下组织负责人，欧阳澈已悄然到达南京。

火车站传来一阵由炮竹引起的爆炸声，混乱中，欧阳澈被地下党员从一片枪林弹雨中接走了。

晚上，顾明杰打算向叶琳琳以花表情，无奈叶琳琳不领情。顾明杰失意醉酒之时，碰上新任行动组组长田海涛，田海涛正安慰失意的顾明杰时，看见叶琳琳一脸风骚了提着汤罐走过，田海涛告诉顾明杰说叶琳琳有意中人，并怂恿顾明杰跟踪她。

原来叶琳琳一直喜欢秦川，以汤为由要求进入秦川住处，并打算用美色引诱秦川。无奈秦川不为所动，也委婉拒绝，此时发现在外偷听的顾明杰，秦川故意用言辞挑衅顾明杰，顾明杰忍不住气愤地把花扔进秦川屋里，叶琳琳也发现了，便气愤地打算反击。秦川制止后，并借不想招惹是非，因此与叶琳琳不要太亲近。

第二天，秦川悄悄到秘密联络处与欧阳澈碰头。碰头时，秦川向欧阳澈说，曹三白可能在延安安插了内线这一推测，而欧阳澈也对秦川说，由于陈力的牺牲，秦川身边一直缺少了交通员，组织决定派秦川的相好——夏岚，到秦川身边担任他的交通员，并批准他们公开结婚，正式认同他们的关系。

然后秦川正喜上心头，忽地有所顾虑，毅然把结婚证书烧毁，就是为了不落下把柄，并向欧阳澈说，复兴社特务处对婚姻审查很严格，担心公开结婚会为地下党带了不好的影响。而欧阳澈则说，因为夏岚履历清白，所以比较安全，而且其他问题组织已想好，让其安心当新郎，好好谈恋爱。

曹三白与他的表妹胡太太、表妹夫胡乐轩还有秦川一起进行饭局，饭局上，夏岚以胡太太的学生身份出现在饭局，相思相念的两人终于相见。

月下互牵，你侬我侬，五年未见情侣在黑夜中享受着洋溢幸福与快乐，秦川在黑夜中再次向夏岚求婚。

一番浓情蜜意后，二人说起正事，秦川向夏岚说了曹三白在延安有内线向他泄密。在早前，秦川暗中跟踪曹三白而发现了叶琳琳是曹三白的情妇这一秘密。为了查清内线之事，秦川跟夏岚说说可以利用叶琳琳来演一出好戏。

秦川看中叶琳琳风骚的性子，借练枪为由接近叶琳琳，让叶琳琳疏于防范，心有所念。而这时，秦川则放出消息他要结婚了。

秦川与叶琳琳练习枪法时，夏岚出现。秦川向叶琳琳介绍说，夏岚是曹三白介绍给他认识的，并在叶琳琳面前约夏岚吃饭。眼见夏岚与秦川关系如此要好，叶琳琳醋意大发，便在饭局上借酒烧愁。在叶琳琳酒醉后，秦川和夏岚一起把她送回住处。

到了叶琳琳房间里，秦川和夏岚趁着她酒醉着不清醒的时候，开始在房间里进行搜索，希望找到有关的情报。然而这时叶琳琳半醉半梦地叫唤着秦川的名字，并表达对秦川的爱意，夏岚听着虽有所难受，但是仍然以正事为首，和秦川一起搜索着情报，最后，从叶琳琳怀里探出一张满布密码的纸条。

正当秦川、夏岚二人准备拍录下纸条内容并撤退时，曹三白夜访叶琳琳房间。夏岚藏好后，秦川开了门，向曹三白交代了因叶琳琳醉酒而自己把她送回来，所以自己在这里出现。曹三白知释后，便把秦川叫走。夏岚在两人走了之后，便继续拍下纸条内容，回去进行翻译。

原来曹三白有密电要接，打算找叶琳琳，但是叶琳琳酒醉了，便让秦川帮忙。秦川借此机会，记下了密电的内容。

回到住处，夏岚综合了秦川和自己所获的内容进行破译，得知了复兴社的密电，原来是一名叫杰基尔博士的人所发，内容是共产党在复兴社潜有卧底一事，潜伏代号是万花筒。二人把此破译后的情报拿到欧阳澈那处，三人一起商量和分析，并且表示继续进行跟进和破译。

事情商量完毕，二人走在夜色下，夏岚因为叶琳琳对秦川的感情而略表醋意，而秦川则让夏岚安心，表示自己对夏岚的一心一意。

第二日叶琳琳帮曹三白破译了密电，密电内容为：马成宇是延安潜伏到复兴社的内线。曹三白根据叶琳琳破译的情报，安排彻查与马成宇相关的人。

原来秦川在前一晚，偷偷换了被曹三白收起来的密电内容，故叶琳琳翻译后的内容，与秦川当时所获得的密电内容不一样。

秦川骗过了叶琳琳和曹三白后，便对叶琳琳冷淡起来。事后，欧阳澈也跟秦川说，潜伏在延安的内线已被秘密处决。

叶琳琳知道秦川和夏岚结婚的消息，既难过又气愤。在二人的订婚宴上，故意送一对手表，并在言辞间向夏岚挑衅，并暗指二人的关系随着时间的流逝而一日不如一日。然而夏岚大方接受礼物表示感谢，秦川与夏岚在叶琳琳面前，说二人的关系会白首偕老。叶琳琳不忍二人如此痴缠，气愤又伤心地离场而去。

在一夜春宵过后，第二天一早，欧阳澈带来了苏州出事的消息。秦川知道有任务要忙，恩爱的准新人只得暂作分别。

中共地下党员灵犬原有一份要运送到南方游击队的军事战略资料，但是在火车站时被一小偷碰跌，行李箱中装了炸药，遇到突发事情便会自动爆炸。因为箱子的爆炸，灵犬惹来了注意，而被复兴社抓捕起来，但是，这位灵犬，是总部最优秀的记忆专家，虽然资料被炸毁，但是灵犬的脑子里都记着内容，因此总部安排下来，要不惜一切代价救出灵犬。

秦川趁看守们不备，闯入拘留室救出了灵犬。灵犬逃走的消息传出，复兴社派人进行追捕，追至火车站，灵犬赶上了火车，与接头的小赵一同逃走，但是复兴社的追兵也杀到。此时一翻枪战过后，为救灵犬，小赵以身挡子弹，牺牲了。