抗日战争时期，日本制定了一系列险恶计划，妄图陷害抗日的中国将领，为发动太平洋战争做准备，还暗中搜寻中国的铀矿资源，企图制造原子弹。潜入敌人内部的袁飞被组织怀疑为叛徒，他凭借聪明才智洗清了自己的冤屈。他解救了侠女欧阳雯，后者加入了中国共产党。袁飞与欧阳雯、国民党军统上海站领袖申剑，以及来自苏联和世界反法西斯联盟的特工携手作战，成功破坏了日军的“920计划”和“海计划”，最终获取了日军制造原子弹的426秘密档案。欧阳雯在执行任务时揭开了自己的身世之谜，她与化名梅若兰的日本特务生母在国恨家仇与骨肉亲情间面临艰难抉择，最终她毅然选择了民族大义，却不幸被梅若兰枪杀，壮烈牺牲。袁飞最后将隐藏在共产党高层潘和平身边的日本特务华广奇当场处决。