有谣言称因日军战局不利,且出了太多幺蛾子,梅机关要被日本总部裁撤,星野特此在众人面前宣布提升星野美和为副机关长,安抚一下组织内部。
顾明杰再次大难不死后,在酒店订了房,秘密约了叶琳琳上去。叶琳琳看在两人同事的份上,便前往赴约,不料,顾明杰多喝两杯,酒后壮胆,竟然想对叶琳琳作出越轨的行为,这让叶琳琳感到非常愤怒,并且骂了他两句。顾明杰觉得自己如此爱着叶琳琳,而对方却不为所动,于是问叶琳琳,怎么才能让她爱上自己。叶琳琳一时气上心头,向顾明杰说除非秦川死了,要么她只爱秦川一个人。
由于顾明杰对叶琳琳的爱恋已到丧心病狂的地步,这话让顾明杰产生了除掉秦川的念头。于是利用早前关禁起来的江口,故意放走她,并给她配了辆车开回梅机关,转身又去通知秦川,说江口逃脱了,如果她回到梅机关的话会威胁到秦川,让秦川截住江口。原来,顾明杰在江口开回梅机关的车上装了炸弹,江口一踩刹车,就会启动爆炸装置,顾明杰这一目的就是为了一石二鸟,既能给梅机关一个下马威,又能把秦川给炸了。
秦川打算开车追上江口,叶琳琳知道江口被放走,直觉担心秦川生命会受到威胁,于是打算追上秦川。秦川半路追上了江口,可是两车相撞,并且爆炸了。这一幕被叶琳琳看见了,叶琳琳想着秦川大概在车祸和爆炸中已经丧生了,便双脚一软,泣不成声。这时秦川突然出现在叶琳琳面前。原来撞车时,秦川被撞飞出车外,所以在这次事故中可以幸免于难。叶琳琳激动地紧紧拥着秦川,秦川也以安慰的态度回抱叶琳琳。
一天早上,秦川见星野匆忙出外,觉得有跷蹊,便跟踪星野,到一处日本人用膳的场所。原来是日本特使来到上海,给星野传递由日本天皇亲自下达的任务。秦川偷听到,这个任务对于日军的重要性和对于中国的威胁性,并且偷听见该文件的加密方式就是星野在日本时最熟悉的一种。根据这些线索,趁星野把文件放进保险柜后离开办公室时,秦川偷偷潜入星野办公室,偷偷拍下文件的内容。
秦川在办公室作业时弄出了些许动静,尽管顺利逃脱,但是惹来了梅机关的注意,星野下令封锁梅机关看看有没有可疑的人物进出。
叶琳琳在梅机关走出去时,发现秦川脚步匆匆离开梅机关。于是跟踪秦川,看见秦川进入了一个地方。
叶琳琳去秦川办公室,发现人不在,于是担心秦川又不知道一个人去做什么危险的事,便离开梅机关打算去找秦川,果然,看见秦川也刚离开梅机关。于是跟踪秦川,跟踪到一个中药铺,偷偷听见秦川被带到内堂去找大夫。叶琳琳趁秦川入了内堂时,假装抓药的,顺便向药铺店面的小二打听想看大夫的事,但是小二都以大夫不在等理由,拒绝了叶琳琳。但是叶琳琳已经怀疑到,这个药铺就是共党的秘密联络点。
秦川拿着从星野那处偷拍的一份叫玉碎计划的文件,但是里面只有星野和少数几个日本高官才破解到的情报密码,于是秦川到中药铺的秘密联络点找到欧阳澈,打算寻求总部的密码专家进行破译,这时秦川向欧阳提出,可以让叶琳琳一试。而欧阳澈谨慎地建议秦川可以给叶琳琳帮忙破译,但是不可以曝露身份。
于是秦川以从星野处偷到文件为由,让叶琳琳破译后,要告诉国民党政府。二人约了顾明杰,打算商讨一下日军这个玉碎计划的事。叶琳琳正怀疑着秦川的共党身份,于是就这个理由质问秦川,并且威胁秦川吻她,要么她就告诉顾明杰他是共党的事。秦川实在不能违背自己的心意去吻叶琳琳,于是没有就范。尽管秦川没有按照叶琳琳所说的去做,但是叶琳琳还是没有向顾明杰提关于他共党身份的怀疑这事,因为叶琳琳爱着秦川,不愿伤害他。
秦川的儿子阿灿生日那天,秦川偷偷地把自制的木飞机作为生日礼物,放到阿灿和夏岚家门前,然后偷偷看着儿子把生日礼物拿走。阿灿收下木飞机后,可能是父子间的心灵感应,觉得是爸爸回来了,然后放了一颗糖果,打算回赠给爸爸。秦川看见后,开心地拿起糖,然后慢慢离开。可是阿灿看见糖果被拿走,知道爸爸刚走不远,便追出去。不料却迷路了,幸好半路遇到叶琳琳,叶琳琳在照片中见过他,知道是秦川的儿子,而且见小孩又迷路又饿,便带阿灿去吃面,并且带回自己家,打算给秦川一个惊喜。秦川在家中看见阿灿后,虽然对叶琳琳稍有责备,但是知道叶琳琳是出于好心,而且自己也可以与儿子共聚,所以还是觉得很开心。
阿灿突然不见可急坏了夏岚,夏岚和沈若寒分头找了一天,最后找到叶琳琳家里,这时秦川已经把阿灿送回夏岚家了。夏岚离去前,叶琳琳和夏岚坦言了自己的感受,并说了秦川很爱夏岚,要夏岚好好珍惜。
夏岚回到家时,看见秦川与阿灿在家,阿灿显得很开心。夏岚留下秦川,在家里吃饭,一家三口,终于在阿灿生日这天,共聚天伦。
天皇给梅机关下达的玉碎计划,原来是日军打算在上海、江浙一带进行细菌战,利用水源来传播病菌。这一情报被叶琳琳破译了,而共党的密码专家也破译了情报,两者不谋而合,于是欧阳澈和秦川可以肯定星野正在进行这样一个丧心病狂的计划,必须阻止。由于叶琳琳也破译了这个计划,于是可以借军统之手,与顾明杰合作一起除掉玉碎计划。
秦川故意在星野面前,说收到了情报,是关于军统知道了一个梅机关的武器实验室,打算炸毁该实验室,并问星野打算如何是好。而星野向秦川说,这个实验室只是做一些土壤实验,不是十分重要,可能是军统搞错了。但是秦川这么做的目的是想向星野套出实验室的位置,于是以严谨防范为理由,说希望去查看一下。
秦川这个安排,被星野美和知道,星野美和说让叶琳琳陪秦川一起去。秦川和顾明杰察觉到梅机关盯叶琳琳盯得很紧,于是为了叶琳琳,打算借此次机会让叶琳琳假装在爆炸中死亡,然后偷偷撤离上海。叶琳琳原先是反对的,她希望与秦川同生共死,但是在秦川的劝说下,考虑到大局,也意识到秦川心里始终爱着夏岚,于是便同意了撤离的方案。
秦川与叶琳琳一同前往实验室,假装查看安保措施,实质是趁机下手炸毁实验室。叶琳琳找到机会,安装了炸药。而这时顾明杰也在实验室外面埋伏好,等待时机成熟,便往实验室扔各种燃烧弹燃烧瓶,把实验室炸毁,并让叶琳琳趁乱逃出。
但是顾明杰行动了,叶琳琳也逃出了,安装的炸药却没有爆炸。这时秦川从实验室走出,遇到前来的星野千里。秦川假装是从军统的攻击中逃脱的样子,向星野汇报,但是星野说,这也是试验秦川的一个局。叶琳琳见炸弹没有爆炸,直觉觉得秦川可能遇到了危险,于是回头打算找秦川。果然,回到实验室,见到秦川被星野捆绑起来吊在门前,像是审判的样子。叶琳琳为了秦川,打算投降,希望星野放过他们一命。但是星野非善类,让叶琳琳弃械后,依然打算杀掉他们。
这时秦川向星野请求,希望死前可以抱抱妻子叶琳琳,星野对秦川有恻隐之心,于是同意了。两人拥抱时,叶琳琳告诉秦川,右边口袋有一枚手雷,是以防万一用的。秦川利用这个手雷,成功炸了面前的一批日军,星野也一并被炸至瘫倒在地。但是星野趁秦川不注意,捡起地上的碎瓦片,挟持叶琳琳,威胁秦川。秦川见叶琳琳身陷险境,以超神的枪法,射杀了星野。
一代侵华暴徒星野千里就此命丧黄泉。
秦川和叶琳琳逃脱后与顾明杰汇合,但是路上还有不少梅机关的残党在追杀他们,当有人准备向叶琳琳开枪时,顾明杰义无反顾地为叶琳琳挡了子弹,自己却中了枪。