1940年8月24日，上海火车站，军统特务暗杀密码专家白大怡失败，伤亡惨重。与此同时，潜伏在南京汪伪机构保安局的军统特务金深水，从卢局长处听闻有一重要人士即将抵宁。随后，军统特务南京负责人革老紧急召集金深水等人，并告知此人正是白大怡，日军把他找来，就是想劝降他，让破解他曾设计的密码。虽然白大怡还未变节，但为以防万一，革老开始布置除掉他的任务。金深水利用自己与天皇幼儿园园长远山静子的关系，成功摸清了白大怡下榻的熹园的情况。谁料阴错阳差，行动被暴露，参与任务的几名特务被汪伪士兵包围，无一幸免。金深水无意在客房内目睹了整个过程，悲痛欲绝。

　　日军威逼利诱白大怡就范，所幸白大怡良心未泯，施计企图蒙骗日军。与此同时，军统华东区负责人王天木来到南京，下达了不惜一切代价除掉白大怡的命令，并告诉金深水上面派给他一个人。舞会上，金深水见到了这个名叫林婴婴的漂亮女人，对她成为自己的新战友感到大失所望。而在林婴婴与革老见面时，金深水对她的看法又有所改观，只是对于她能够独自接下除掉白大怡的任务，金深水还是很怀疑。在金深水摸清白大怡的行动路线并告诉林婴婴后没多久，白大怡便死在神秘狙击手的枪下，这一消息令金深水激动万分，也让革老等人对林婴婴刮目相看。

　　金深水在检查白大怡留下的一封家书时，无意中发现了白大怡以死传递出来的情报，在反问自己是否错杀了一个好人时，他通过情报得知幼儿园里藏着不可告人的秘密，于是他决定以静子为突破口开始调查。同在保安局工作的林婴婴为深入敌后，利用身为机要处处长的金深水的配合，成功博得卢局长的信任，成为了他的秘书。而后，林婴婴又巧妙地利用机要处副处长秦时光对自己的爱慕，攀上了俞副局长，此时保安局内部两派势力的消息军统无所不知。然而，麻烦接踵而来，反特务处一次行动的暴露引起了日军特高课山川野夫机关长的怀疑，他同时也是静子的舅舅。由于反特务处处长李士武一时找不到枪杀白大怡的凶手，便找来一个枪法很准的农民周大山顶替，不料被野夫发现。林婴婴立刻顺水推船，命令狙击手射杀了李士武，成功消除了野夫的疑心。

　　林婴婴也开始留意幼儿园，发现很难进入。此时，麻烦也找上了金深水，他的联络员刘小颖的丈夫陈耀因工瘫痪在床，陈耀放心不下自己的妻儿，便以死要求金深水娶刘小颖为妻。革老得知此事，明确了自己的态度，金深水迫于必须维持住与静子的关系，一时进退两难。此时，保安局内部的两派势力开始狗咬狗，卢局长的心腹是金深水，而俞副局长则与秦时光臭味相投。另一边，林婴婴开始向金深水打听静子的情况，同时还和革老的女儿革灵套近乎，并有撮合金深水与革灵的意思，令金深水心生疑惑。在确定幼儿园无法进入后，林婴婴邀请静子参加舞会，金深水在舞会上认识了中华海洋商会的会长杨丰懋。刘小颖从老家回来后突然对金深水态度冷淡，并坚决不同意嫁给他，令金深水感到很莫名。

　　野夫为了调动正在前线打仗的弟弟的事，前往幼儿园会见住在里面的腾村龙介教授，从他谦卑的态度上可见，此人虽然残疾但绝非普通角色。林婴婴让金深水约出静子，并以送她石狗为由成功地进入了幼儿园。而后，林婴婴告诉金深水，幼儿园里的孩子并不是所谓的靖国烈士的后代，而是在南京大屠杀中遇难的同胞的遗孤，而且，有一个科学家在幼儿园里做毒药实验，此人正是腾村，他同时还是日本现任天皇的亲戚，碍于他的双重身份，暗杀是行不通的。金深水听后十分震惊，由于林婴婴拒绝透露消息的来源，他开始怀疑林婴婴的身份，隐隐觉得林婴婴是共党。

　　保安局内部的两派势力继续明争暗斗，金深水则莫名地陷入静子、革灵和刘小颖三个女人的漩涡中，全然不知林婴婴导演这出戏的独特匠心。林婴婴找来金深水，研究进入幼儿园的方法，金深水却一心想知道她的身份。没想到林婴婴竟向金深水摊牌，表明自己是共党，并要发展他成为共党，金深水始料未及，一时无法面对，只能选择逃避。鉴于金深水面对军统几次下达摸清共党地下组织的情况的命令无动于衷，甚至表现出反感，林婴婴对发展他一事胸有成竹。金深水有冲动想向军统报告林婴婴的真实情况，却冥冥中没有开口，面对林婴婴分析的大形势，他愈加混乱。与此同时，腾村发明了一种毒药，并用女孩珍子做实验，导致她不明原因地死亡，令不明真相的静子十分悲痛。色心十足的腾村找来静子，以帮助她在前线的舅舅调动逼迫她就范。一夜过后，腾村又以幼儿园里剩下的孩子的性命为交换条件，开始长期占有静子。

　　革老下令停止调查幼儿园，转而开始对付共党，遭到金深水的反对。在保安局的会议后，秦时光无意中得知军统特务欲在熹园暗杀白大怡时金深水也在场，不由地开始怀疑他。由于金深水订房是以静子的名义，秦时光找到静子，套出了那天的真实情况，并汇报给了野夫。得意忘形的秦时光酒后把这一切告诉了林婴婴，林婴婴赶紧通知金深水。金深水无奈之下，再次利用静子，并与她发生关系，从而躲过一劫。在林婴婴的帮助下，金深水大骂秦时光，在俞副局长面前巩固了自己的地位。也正因此，金深水更加无法告发林婴婴。由于受不了良心的谴责，金深水生病住院。

　　腾村开始研制一种新型毒药，军统则开始围剿共党地下组织，形势不容乐观。由于林婴婴先前不断向革灵灌输金深水对她有好感，使得革灵也对金深水产生爱慕，林婴婴便以此挑拨金深水与刘小颖的关系，为的是加速发展金深水。金深水对林婴婴的做法愤怒不已，索性将她的身份告诉刘小颖，并对革老撒谎说自己必须结婚，让革老同意他娶刘小颖，试图以此摆脱林婴婴的控制。然而，林婴婴先前对革灵的工作奏效了，革灵提出金深水可以娶她，面对自己的女儿，革老只能想办法。探明幼儿园内部秘密的任务迫在眉睫，林婴婴冒险让金深水参加了共党地下组织的会议，使他再次陷入混乱中。

　　革老让刘小颖执行杀汉奸的任务，却在任务中开枪把她打死，金深水不明情况，痛苦不已。王天木前来开会，下达了停止调查幼儿园的命令。金深水原本就对之前的任务有所怀疑，会上革老的举动更是让他无法信任。皖南内战爆发，金深水动摇了。当林婴婴告诉金深水所谓汉奸其实是自己的同伴，并向他证明刘小颖为革老所杀，金深水彻底觉醒，毅然加入了共产党。金深水把静子透露的消息说了出来，证实了林婴婴先前关于腾村在幼儿园里做毒药实验的说法。实为共党的杨丰懋再次举办舞会，试图约出腾村却没有成功，静子只带来了腾村的两个助手。舞会后，秦时光目睹了林婴婴和司机亲热的场面，愤怒不已，认定她是随便之人，便在约会时试图强暴她，司机出面解围，英勇牺牲。由于秦时光认出了司机的身份，狙击手射杀了归途中的秦时光。原来司机是林婴婴的丈夫高宽，他曾是电影明星，现为共党地下组织南京负责人。高宽的死令林婴婴悲痛欲绝，另一方面，保安局开始追查杀死秦时光的凶手。在金深水的配合下，林婴婴设计成功栽赃给卢局长，俞副局长自然坐上了局长的位置。对俞局长来说，林婴婴立了头功，加上她在俞局长面前美言金深水，俞局长从此完全信任她和金深水。

　　杨丰懋紧急召见金深水，原来林婴婴已有身孕，而杨丰懋竟是林婴婴的二哥，因此，对于是否把孩子生下来，他无权做决定，便把决定权交给金深水。金深水毫不犹豫地同意了，但孩子不能没有父亲，于是，杨丰懋决定与林婴婴假结婚。革老游说金深水娶革灵为妻，金深水断然拒绝，革老开始怀疑金深水是否仍在调查幼儿园。连续三次，同一个凶手，野夫开始想办法引出这个狙击手，同时开始训练周大山，准备届时反狙击。腾村的实验仍在进行，他对静子的蹂躏也没有停止，静子有些忍无可忍，并拒绝成为腾村的助手。面对金深水的假意关心，静子终于道出发生在自己身上的事。金深水回去汇报后，林婴婴决定拉拢静子。杨丰懋在熹园举办舞会，舞会上，他宣布成立中华海洋慈善协会，让林婴婴担任会长一职，并向她求婚，而腾村的两个助手则无意中让金深水发现熹园和幼儿园之间有一条秘道。为了探明真相，林婴婴把目前了解到的情况全部告诉了静子，对孩子充满爱心的静子动摇了，主动提出带林婴婴进幼儿园。

　　林婴婴以慈善协会会长的身份进入幼儿园，居然看到大哥的儿子小龙在里面，他是静子最喜爱的男孩，同时，林婴婴见到了腾村。得知小龙的事后，杨丰懋有些失控，原来，当年淞沪会战打响后，他家里的女人带着孩子准备去老家避难，途中他的妻子和林婴婴惨遭日本兵蹂躏，他的妻子含恨自尽，从此使他成为了一个以杀日本人为乐的草包，正是由于他的过失，导致全家被曾是日本宪兵队长的野夫灭门，除了他和林婴婴，父亲和保姆也逃过一劫，他和林婴婴在高宽的引导下加入共产党，而小龙则下落不明。在证实幼儿园里的孩子是中国人后，林婴婴和杨丰懋调整情绪，明确了尽快攻破幼儿园这个铁桶阵的目标。林婴婴和杨丰懋的婚礼如期在熹园举行，其目的就是让静子进入秘道，谁也没想到，秘道里竟然有一个制药工厂。腾村以静子看到了日军的最高机密为由，迫使静子成为自己的助手。此时，金深水几乎成为了静子唯一的精神支柱，金深水进一步启发静子，为了孩子，静子终于答应帮助金深水他们。革老一直跟踪金深水，证实了金深水仍在调查一事，便主动约金深水一见。为以防万一，林婴婴把狙击手阿牛介绍给金深水，并让阿牛跟着他前去赴约。革老让金深水以娶革灵为妻来证明他仍然服从命令，金深水不从，并在愤怒中道出革老杀害刘小颖的事实，革老立刻知道金深水已变节，便向他下杀手。革老万万没想到，躲在树后的革灵听到一切后，竟跳出来为金深水挡下子弹，同时，革老自己也被阿牛打死了。

　　三个月后，由于林婴婴为掩盖事实谎称军统内讧，查抄了革老的电台向俞局长示好，金深水高升为副局长，林婴婴则成为了机要处处长。而后，金深水如出一辙，向王天木汇报此为保安局所为，并未引起他的怀疑，金深水便顺理成章地接替了革老的位置。自此，汪伪机构和军统特务南京地区的主动权基本掌握在共党手中。与此同时，静子传出消息，毒药开始起效，林婴婴等人心急如焚。通过静子在小龙无意地帮助下偷出的一颗每天要发给孩子的糖，证实了毒药就做在糖里，也初步断定了毒药的药效。酷爱围棋的腾村听说南京城出现一个赌命的围棋高手，顿时产生兴趣。这个围棋高手小马驹被带到腾村面前，开始与他对弈，最终以失败收场，但腾村并不要他的命，反而要留着他慢慢玩。曾从日本兵刀下救过小马驹一命的金深水，听静子说到腾村为庆祝实验有了新进展而和小马驹下棋，便随意地告诉了林婴婴，不料她竟失声恸哭起来。原来，小马驹是林婴婴的弟弟，一个残疾的天才，谁也没想到他会幸免于难，他独自沿街乞讨，直到遇见一个抓药的老师傅，老师傅收留了他，他每天跟着老师傅工作，学会了如何配制毒药后他便与老师傅告别，踏上复仇之路。在偶然看见野夫后，小马驹就留在南京，每天把棋子浸泡在毒药中，然后把棋摊摆到日军大院附近，希望有朝一日能够手刃仇人。金深水带小马驹去见他的家人，小马驹拒绝了林婴婴让他留下的想法，并把腾村的情况记在心中，短暂的重逢后，小马驹离去了。林婴婴让静子偷偷换糖，以此干扰实验结果，腾村发现后大怒，准备与小马驹对弈后再来解决。小马驹第二次被带到腾村面前，对弈结束，平局，当小马驹出幼儿园大门的那一刻，腾村死在了轮椅上。

　　对于金深水等人来说，腾村的死是天大的喜讯，而对于野夫等人来说，这无疑是一个噩耗，他们连腾村是怎么死的都不知道，更别说追查凶手了。金深水和林婴婴不约而同地来到小马驹的住处寻找答案，可惜屋里没有人，只有小马驹留下的一封信道出了真相。腾村自以为知道棋子上有毒便可以放松警惕，却没有想到第二次下棋毒药在小马驹的身上，通过带他进来的人的手传到腾村的茶杯上，轻易地毒死了腾村。目前的任务便是救出幼儿园里的孩子并炸掉制药工厂，金深水等人里应外合，由静子负责把孩子带到幼儿园里的秘道口，金深水在秘道里接应，熹园里的秘道口也有人等候。行动暴露后，为掩护孩子安全离开，静子堵在秘道口，最终死在了野夫的枪下。随着制药工厂里传出的一声巨响，幼儿园的任务彻底告捷。野夫垂死挣扎，为活捉阿牛，开始实施一石二鸟的计划，他通过保安局放出假情报，只要阿牛出现，就证明保安局里有内奸。林婴婴得到消息后百密一疏，还是让阿牛去了，此时，金深水正在前往上海开会的途中。阿牛在不利于自己的地形仍战胜了周大山，并以死赢得了野夫的尊重。金深水归来，迎接他的是林婴婴被捕的噩耗，原来，林婴婴在生产时忘情地喊出了高宽的名字，引起了俞局长的怀疑，他立刻派人暗中盯梢，结果把林婴婴一家全都抓住了。金深水在监狱里最后一次见到林婴婴，她鼓励金深水坚持下去，并拜托金深水找到她的女儿……