1937年12月，在国民政府迁都的前夜，戴笠亲自部署了南京、上海两地的谍报网，由钱一民负责。撤退时，戴笠随身带走了一把珍贵的龙泉宝剑。时间很快到了1941年12月1日，珍珠港事件爆发前夜。中华航空公司“上海号”飞机，在广东境内失事。但是奇怪的是，日军竟派出飞机对失事的现场进行轮番轰炸，这种反常的现象引起了“海狼号”船长、中共地下党员许伯韬的注意。他立即指示大副萧汉光参与对失事现场的搜索。原来，敌人是在隐藏着一个军事机密。在这架飞机上有一个特殊的旅客，就是上海宪兵司令部特务机关长中村，他将送达一份命令，即驻扎在广东境内的日本23军，在珍珠港得手之后，立即占领香港。果然，萧汉光在搜索中遭遇了侥幸生还的中村，两人以前就打过交道，一番搏斗之后，中村逃脱，萧汉光找到了中村撕毁的那份命令的一块碎片，那上面写着12月7日，正是珍珠港事件爆发的时间。中国政府对日正式宣战的当天，钱一民在上海被捕。而此时，土肥原也接来了大汉奸川岛芳子。在这个女人的软硬兼施下，钱一民叛变了，交出了京沪两地的军统人员名单。于是，一场异常残酷的大逮捕、大屠杀开始了，一夜之间，两地军统组织彻底被破坏。萧汉光和余龙也险些落进了魔掌。几天后，川岛芳子又单独见了钱一民，后者向她透露了一个秘密——当年被孙殿英掘墓得到了“龙泉”宝剑，正秘密藏在重庆军统局的保密室里。川岛芳子动起了脑筋。十二年前，她在天津曾经向戴笠索要过这把龙泉剑，不料被严词拒绝。现在，她希望能把这把剑夺回来，作为伪满州国的康德皇帝溥仪向日本天皇的生日礼物。钱一民的叛变，令戴笠伤了元气。他特地招回了原来在美国受训的爱将韩森，让他赴上海重建军统组织。几个月后的1942年4月1日，是军统成立五周年的日子，在重庆的戴笠举行了隆重的纪念大会，蒋介石到会讲话。之前，他照例要朝拜一下那把被乾隆皇帝钦定命名为“龙泉”的九龙宝剑。但就在打开匣子之后，那把宝剑已经不翼而飞了。
钱一民的叛变和龙泉剑的被盗，让戴笠十分烦恼。他一方面派遣韩森赶赴上海，另一方面又不得不借助许伯韬的支持。他们是老朋友，但戴笠对许伯韬历来是借助，却毫不信任。案子很快送到了许伯韬这里，经他分析，盗剑的家伙除了身手不凡，而且还是个瘸子。龙泉剑的被盗，也让蒋介石气愤，在他看来，这把慈禧太后的随葬品，象征着大清的锦绣江山。现在，它却在眼皮子底下被人盗走，落到了川岛芳子手里。这是中华民族的耻辱，简直就成了政府对日宣战的一种嘲弄。他要求戴笠不惜一切代价把它找回来，否则军统就没有存在的必要了。也就在这天晚上，萧汉光和韩森在火车上见到了一个背着胡琴匣子的罗锅，此人也是瘸子。当他被日本兵检查时，忽然从胡琴匣子里抽出了那把龙泉宝剑，当场就辟倒了两个鬼子。当他被包围时，萧汉光和韩森同时出枪，使得罗锅脱险。韩森带来了戴笠的指示，说龙泉剑的被盗极有可能与日本人以及川岛芳子有关。萧汉光回到海狼号，说了火车上的遭遇，正合许伯韬的判断，也让余龙想起了道上的一个朋友“草上飞”阿义。许伯韬让余龙尽快找到这个阿义。盗剑人果然就是阿义，也确实是川岛芳子所雇。但是得到剑之后的阿义却另有了算盘。他找到了自己一个朋友铁匠阿根，说出了一个计划。那个时候，川岛芳子也正和土肥原在计划着。他们准备在龙泉剑到手之后，在上海举行一个声势浩大的拍卖会，以迷惑大众。中国政府已经正式向日本宣战，但他们连一把祖宗的宝剑都看不住，又怎么能守住自己的大好河山呢？日特正在借剑发挥，酝酿出一个新的政治阴谋。这正是许伯韬所担心的。几天后，海狼号去了南京。这天夜里，萧汉光在回来的路上无意中闯进了中村的视线，于是，中村带人秘密跟踪上船，双方展开了一场激烈的枪战。就在中村逃到岸上电话请求增援的瞬间，萧汉光将他击毙。中村死后，土肥原立即调原驻柏林的武官河野前来接替。半个月后，在上海码头上，河野邂逅了自己在伯明翰大学时的老同学许伯韬。短暂的几句交谈，就让许伯韬觉得此人来者不善。
阿义来茶楼和钱一民接头，说龙泉剑已经到手，晚上在码头八号仓库一手交钱一手交货。他们的密谈却被暗中的韩森听到。当天下去，韩森在码头附近和萧汉光见面，谈论着那把剑的去向。但是贪功的韩森却没有对萧汉光说实话，他想自己行动。河野很快就来拜会了许伯韬，他承认了自己的真实身份，并向许伯韬谈起了一笔买卖，就是在将要举行的拍卖会上当“托”。许伯韬立即就明白了，敌人确实在制造一个政治阴谋。是夜，阿义带着“龙泉”宝剑从家里出来，准备上码头。韩森化装成黄包车夫，载着阿义。不料阿义中途却改变了路线，致使韩森伏击的人空等了一场。阿义按时来见川岛芳子，刚刚验货，川岛芳子就翻脸不认帐了，企图杀了阿义。这时，韩森独自闯了进来，双方又展开了短兵相接。交战中，阿义负伤跳窗，正好赶上了萧汉光和余龙前来接应的车，而韩森却落到了敌人手里。原来余龙从道上打听到了阿义今夜会来码头，而萧汉光感到自己被韩森耍了。川岛芳子审问了韩森，对这个男人表示了欣赏。审讯似乎没有一点结果，而戴笠也来了电报，请许伯韬务必帮助营救韩森。于是，许伯韬去了河野那里探听消息，在离开的时候，他看见了受刑之后的韩森。许伯韬认为，最好是在韩森被押送监狱的途中动手，否则会被动。几天后，川岛芳子把韩森交给了河野的特务机关。但是，就在押送的途中，他们遭遇了萧汉光、余龙等人的伏击，韩森得以成功脱险，但他的左手因为受刑，从此失去了小指头。龙泉剑已经到手，川岛芳子正在加紧准备，她特地让裁缝赶制了一件时髦的礼服，并让自己的私人医生池田欣赏。韩森的被营救，让刚上任的河野很是沮丧，他也来到了川岛芳子这里，但后者的心情却一点不差，这让野野很是困惑。
拍卖会已经临近，许伯韬说服了阿义，希望能在拍卖会上揭露龙泉剑的真相，阿义口头答应，但就在那天，突然逃脱，溜之大吉。但他通过一个报童交给了秦坤一封信，后者把它交到了萧汉光手上。拍卖会上，集中了上海滩的名流和中外记者。那把“龙泉宝剑”现身了。经过激烈叫价，最终被一个蒙着面纱的神秘女子买走，引起四座皆惊。她果然就是日本间谍川岛芳子。这时，经过化装的萧汉光向川岛芳子当众提出了质问与嘲弄，指出这把剑来路不正和不是货真价实，弄得川岛芳子很狼狈，大庭广众之下，川岛芳子被迫试剑之后，那把剑断成了两截——原来是阿义让铁匠阿根仿制的赝品。接着，阿义又在“华清池”干了一票，杀了两个跟踪他的便衣。断剑让川岛芳子和许伯韬几乎同时想到了一个事实，这就是在阿义的朋友中必定有一个手艺高明的铁匠。这个晚上，阿义又来到了阿根的铁匠铺，但紧接着一个蒙面人也赶到了这里，他和阿义几经交手，阿义还是逃脱了。翌日一早，萧汉光和余龙在郊外的路上截住了铁匠阿根，但很快就让许伯韬给放了。原来，许伯韬是想通过阿根钓出阿义，他断定此人还在上海。于是，秦坤秘密跟踪阿根到了宝和寺，终于发现了阿义的身影。但是，阿义很快就识破了跟踪，用枪把秦坤给逼了回去。但是他却不知道，暗中还有一双注意他的眼睛，这就是那个蒙面人。这个晚上，按照阿义的安排，铁匠赶到阿义家里来接他的妻儿，就在出门的时候，一把枪对准了他们。接着，那个蒙面人出现了，他告诉铁匠，让今晚十点带着真的龙泉剑去东郊外的刘家祠堂，否则他就杀了阿义的老婆孩子。
情况突然变化，阿义措手不及。他给余龙去了电话，却把营救的时间往后推了一小时，他还是想先试着自己能否把事情摆平。是夜，大雨倾盆。阿义随铁匠去了刘家祠堂，看见妻儿已经被绑在树上，身上捆着炸药。阿义沉着与蒙面人交涉着，突然从铁匠身后拔出了自己的双枪，但是枪却没有打响——原来铁匠经不住威胁，只好按照蒙面人的交代，提前偷偷把弹匣给下掉了。情急之下，阿义只好以铁匠为人质，摆出一副同归于尽的架势，迫使蒙面人放了自己的老婆孩子。然后，他趁机逃脱。这时，赶来接应他的萧汉光和余龙正在路上。他们看见了前方奔来的阿义，知道出了问题。余龙赶紧下车，就在阿义走近的瞬间，背后射来一枪，阿义被击倒，临死前只说出了一个字“宝”就短气了。许伯韬根据这个“宝”字推断出宝和寺就是藏剑之地。于是，萧汉光和余龙连夜去了宝和寺，果然找到了那把龙泉剑。但是，经过检验，这还是一把赝品！真的龙泉剑已经让那个蒙面人拿走了，他交给了川岛芳子。后者立即举行了盛大的酒会，庆贺龙泉剑的回归。这之后，蒙面人又叫来了为他仿制赝品的铁匠阿根，并将他杀了。阿根中枪，掉到了苏州河里。连续的挫折让许伯韬深感自己的对手很不寻常，他保留了那把赝品宝剑，作为警示。这天，他的秘密接头人在咖啡馆跟他见面，布置了新的任务。过几天，有代号“吴先生”的首长将经过上海去江南，执行一项重要任务。而他们的任务就是负责安全送首长过江。但是，有一个不利的因素，就是钱一民是认识“吴先生”的，河野已经专门把他从香港找回来了。果然，几天后“吴先生”一到上海，就受到了钱一民的跟踪。许伯韬巧妙地甩掉了这个尾巴，同时又得到了一个好消息。明天，是河野四十岁的生日，他将在大明楼请客，邀请了包括他和钱一民在内的一些人。这无疑是下手的好机会。许伯韬的计划是“明修栈道，暗渡陈仓”，让萧汉光和韩森的人去阻击钱一民，而他随海狼号护送“吴先生”过江。
一切在按计划进行。第二天，钱一民正打算去大明楼赴宴，临出门的时候，忽然接到了一个电话，一个陌生的声音告诉他，最好不要乘自己的汽车。钱一民大吃一惊。这样，萧汉光和韩森途中伏击的方案随之流产。他很惊讶地回到海狼号上，对秦坤说内部出了问题，肯定有人通风报信，才让他没有坐车。这时，码头上忽然来了成群的日军，他们在进行突击搜索。情急之下，萧汉光沉着应对，并以秦坤手里那张许伯韬和河野的合影，化险为夷。在大明楼河野的生日宴席上，许伯韬认识了一个爱好围棋的日军旅团长佐藤，就在这时，钱一民突然出现了。许伯韬意识到第一套计划失败，于是决定执行第二套方案。他对化装成跑堂的余龙递了一个眼色。余龙送莲子羹的时候，许伯韬故意将给钱一民的那一盅碰翻，这样余龙就重新换了一杯。可是，钱一民以吃中药为由拒绝了。余龙只好将莲子羹撤了，谁料门外站哨的便衣却把这一盅硬是喝了，不一会，就七窍流血的死去，这里面有毒。钱一民一看，惊出了一身冷汗，河野也对许伯韬顿生了疑心。翌日，河野就去了许伯韬的办公室，两人闲谈了几句，就装作要借用电话。其实，他一面在电话里说出钱一民的所谓行踪，一边暗中在话筒里装上了窃听器。这一着却被许伯韬及时识破了。有“江南第一名旦”之称的京剧名伶辛艳秋来沪演出，让许伯韬再次赢得了刺杀钱一民的机会。因为辛艳秋出道时，钱一民对他帮助很大，而且，坊间的传闻，这两个男人的关系非同寻常。但是，河野也感觉到了危险。他是不希望这个阶段钱一民抛头露面的。他去辛艳秋下榻的酒店截住了钱一民，让他保持警惕。但后者却很反感这种干预。一天，萧汉光和余龙装作保镖和司机，截住了这位辛老板。
许伯韬同辛艳秋谈了话，并了解到他今晚送给钱一民的戏票座位排号。随后，辛艳秋去了“76号”给钱一民送了票，但是他的情绪却很低沉，这让钱一民很纳闷。到了晚上，海狼号的几个成员全体出动去了剧场。计划由余龙装作送茶水的接近钱一民的座位进行刺杀。但是，余龙却发现，那个座位上的人根本就不是钱一民。原来，辛艳秋还是不想借自己的手除掉“恩人”，尽管此人眼下是汉奸。他临时把戏票调换了。河野也没有在剧场见到钱一民，因为钱动身之前就进行了化装，不能轻易识破。再次的失败，让许伯韬感到了迫切性。他决定再次行动。为了防止万一，他今晚主动去河野那里找他下棋，以策应剧场里的行动。但是，由于钱一民经过了化装，余龙还是没有找到。这样，就只能采取另一套方案了。秦坤悄悄去了后台，正准备说服辛艳秋，突然，门外传来了河野的声音。原来，河野得到报告，说钱一民今晚是朝剧场方向来了，他还是放心不下，于是就支走了许伯韬。辛艳秋赶紧把秦坤藏在屏风后面，并巧妙地应对着河野，总算平息了一场风波。舞台上正上演着《霸王别姬》，突然，一个人站了起来大声喊着：这不是辛艳秋！原来，舞台上的虞姬是秦坤假扮的，目的就是用这种方式把化装的钱一民找出来。钱一民一站起来，秦坤便从水袖里拔出了手枪，对准了他连开了三枪，这个民族的罪人总算是除掉了。
在除掉钱一民的当晚，海狼号安全到把“吴先生”送过了江。几天后，江南传来了一个振奋人心的消息，一支和平军的部队被中共成功策反。那天晚上，萧汉光第一次向秦坤表达了自己的爱慕之心。他们已经认识了两年，似乎到了瓜熟蒂落的时候了。秦坤虽然高兴，但心中又带着一丝忧伤。她没有把自己这种忧伤告诉萧汉光。此时重庆的戴笠在得知中共的策反成功之后，也把韩森紧急招回训斥了一番，要他保持对海狼号的警惕，他深知许伯韬这个人的厉害，在没有什么证据的情况下，不能采取非常手段。同时，戴笠又在想着另一个主意，应该派一个自己的人登上海狼号，以便摸清这艘船吃水的“深浅”。正谈着，日军对重庆的轰炸又开始了，蒋介石亲自主持军事会议讨论对付日军的轰炸。一个将军报告，说近期德军将派人来上海进行关于轰炸机技术转让的洽谈。于是戴笠让韩森连夜赶回上海。秦坤也截获了德军发给上海日军的电报，电文中说，将进行R—3T技术的转让。许伯韬通过分析并通过英国的同行验证，最后确定这个代号R—3T的技术，是轰炸机上使用的瞄准仪。但是，一提德国纳粹，就触及了秦坤内心深处的隐痛，几年前她在回国的时候，曾经历过一次危险。如果不是一个朋友的掩护，她可能就落到了德国纳粹的手里。一想起这次生死离别，秦坤就情不自禁地流下了眼泪。几天后，德国派来了海因里希上校和他的助手贝克上尉。海因里希和河野是老相识，后者亲自到机场迎接并将与之展开洽谈。萧汉光和余龙跟踪了他们，打听到德国人被安排在日军的军官俱乐部。接着，许伯韬又去了河野那里，得知了海因里希所住的房间和每天下午去游泳池的情况。第二天，萧汉光和余龙便在游泳池获得了海因里希的钥匙印模。行动的计划也随之开始了。
秦坤监听到军官俱乐部的电话，明天下午将有园丁去那里检修花圃，机会终于来了。于是萧汉光和余龙途中劫持了两个园丁，换上他们的衣服，顺利进入了军官俱乐部。等海因里希出来游泳，余龙便从后面爬进306房间。但是没想到，刚才离开的海因里希因为烟斗没有带，又突然返回了，这让萧汉光大吃一惊。他立即吹口哨报警，余龙躲闪不及，只能钻到了床底下。海因里希回来寻找烟斗，同时又把保险柜里的公文包随身带走了。余龙没辙了，空手而回。正在大家沮丧时，萧汉光忽然想起了一个细节，就是刚才他看见海因里希出门的时候，遇见了一个日本女士，便大献殷勤说：小姐，我能请你喝咖啡吗？萧汉光的意思很明显，可以利用这个德国佬的好色搞一场美人计。话一出口，他又有些后悔了。许伯韬同意了这个计划。于是，在海因里希再次去游泳池的时候，突然邂逅了一位曾在柏林生活过的美丽小姐汉娜——她就是秦坤。不用说，他向汉娜小姐发出了邀请，今晚他在军官俱乐部恭候光临。夜幕降临，秦坤打扮地花枝招展，仿佛一个交际花。她去了海因里希那里，趁其不备，在酒杯里放下蒙汗药。不一会，海因里希昏睡过去。可是，就在秦坤动手准备开保险柜时，河野突然来了，险些就抓了个现行。秦坤意外的出现，让河野本能地感觉到不对，但一时又发现不了什么可疑的迹象，只能放这位汉娜小姐离开。又一次失败，让大家愁眉不展。就在陷入僵局之际，一个意外的机会出现了。海狼号明天将要为一家粮行运一批大米，其中就有这家军官俱乐部。许伯韬的意思是，把身材矮小的余龙装进麻袋里，由化装成搬运工的萧汉光负责扛进仓库。等到晚上海因里希一离开，余龙可以从通风管道进入房间。这一招很快就办成了。但是，就在余龙正准备从麻袋里钻出来的时候，仓库的门突然被打开了。
原来，军官俱乐部的日军事务长私下在和一个叫王三的小贩子做黑市大米生意。趁着新进一批大米，想偷运出几包。不料，其中的一包就是余龙。就这样，好不容易进去了，又被运出来了。好在余龙还记得王三家的位置，于是就和萧汉光一起去了，让王三再去敲开那个事务长的门。王三不敢不合作，还真的把门给敲开了。这样，余龙总算是混进了仓库。这边，秦坤前来进行策应。今晚她特地把海因里希钓到了外面，好让余龙下手盗取保险柜里的图纸。余龙顺利得手了，大家高兴无比。可是没有想到的是，这份图纸经过许伯韬的检测，被证明是假的。原来，海因里希为了防止日本人不守信用，故意在公文包里放了一套假图纸。那么，真的图纸在哪呢？大家经过仔细回想，终于锁定了海因里希随身的一件东西，那就是他从来不点燃的大烟斗。难道，图纸就藏在这里。翌日，秦坤又在游泳池和海因里希见面了，这次她送给德国上校一包著名的海盗牌烟丝，但这家伙却根本就不认识这个牌子。同时，萧汉光用微型照相机拍下了海因里希的烟斗。当天下午，许伯韬等人就去老城隍庙寻找到了这种样式的烟斗。他把余龙拍下的假图纸胶卷装了进去，好让晚上秦坤和海因里希约会时趁机调换。秦坤成功调换了烟斗，拆开一开，那份真图纸制成的胶卷果然藏在里面。日德双方达成了R—3T技术转让的协议，正式签字。完成之后，海因里希自然又得去游泳池了。他似乎是对美丽的汉娜小姐依依不舍。这时，他忽然发现，游泳池里的水突然变脏了。原来是萧汉光在水中投放了一种化学制剂。
