在一个包厢里,朱子宇被破门而入的廖思成所杀。在完成除掉国民党内日军间谍的任务后,戴笠召见廖思成,告诉他怀疑上海站站长王天木投靠汪伪特工总部76号李士群,他让廖思成带着方天翼、顾婷等人去上海考察王天木,一旦王天木叛变,立刻重新建立军统组织,由廖思成任站长,重新建立起上海跟重庆间的联络线,并争取摧毁76号。戴笠让廖思成以“黑狐”为代号开展工作,看见廖思成惊讶的样子,戴笠得意地说,其实根本没有“黑狐”这个特务,那只是他抛出的烟幕弹,而现在“黑狐”终于实至名归。廖思成将情况向李长城做了汇报,李长城让廖思成前往上海开展工作,争取打入汪伪“七十六号特工总部”,开展情报工作。李长城告诉廖思成,目前最重要的事情是共同抗日。廖思成带着方天翼、顾婷等人来到上海,租用了百乐门饭店的上等房间作为掩护其活动的地点。当时,日伪警宪特务也经常出入这家颇有名气的豪华饭店,廖思成抵沪后,立即通过剧艺社的地下党员蓝兰和于伶与上海地下党组织取得了联系,很快编织成一个颇有特色、卓有成效的情报网络。与此同时,廖思成设计让一名军统特务将一份如何摧毁76号魔窟的详细计划书交给王天木,结果这名特务很快就被抓紧76号,廖思成判断王天木已经叛变,他迅速以“黑狐”的身份将情报发往重庆。廖思成得到戴笠密令杀掉王天木,不料让王天木跑掉,正式投靠了日本人。但廖思成也没有放弃对汉奸的惩罚行动,在他的领导下,连续暗杀了多名汉奸,在76号内引起了恐慌。根据李长城指示,廖思成让方天翼打入日特“岩井机关”。他让方天翼投岩井所好,请他上馆子吃中国菜,陪他逛舞场跳交际舞,于是,岩井把方天翼当作好朋友,而廖思成则以“胡越明”的化名,通过方天翼的具体安排,与岩井有了直接联系。岩井非常欣赏廖思成,通过方天翼表达了让廖思成帮助日军开展情报工作的愿望。廖思成跟岩井建议开办刊物,在岩井的支持下,廖思成和方天翼开办刊物《二十世纪》,将报社作为中共地下党活动的据点,而戴笠得知廖思成和方天翼的活动后,非常赞赏,让他俩忍辱负重。至于向岩井机关提供的情报内容,经廖思成和方天翼商定,每半月起草一份有关大后方及国共合作的情况,有时增编一些英、美、苏在香港的动态。就这样,中共的情报网络,经廖思成编织,渗透到了日特“岩井机关”;一份份有用的战略情报,经廖思成之手,转达到了延安中枢机关。而顾婷通过关系以李士群妻子的远房亲戚为名出入李士群家中,成为李士群座上客,顾婷发现李士群并不是一个纯粹的汉奸,他一直和国民党CC组织保持着联系,顾婷将这个消息报告给廖思成,廖思成在请示上级后,让她试探一下李士群的口风。在跟李士群接触后,李士群表示愿意同中共合作,但指定顾婷是他们之间的线人。利用李士群的关系,顾婷获取了不少重要情报。同时,在与方天翼和廖思成的相处中,顾婷终于明白自己喜欢的其实是方天翼,廖思成只不过是她崇拜的偶像而已。顾婷和方天翼向组织打报告,申请结为夫妻,廖思成也替他们高兴。就当方天翼跟顾婷两人等待组织的答复时,廖思成跟重庆之间的联系,一次偶然机会让日军截获。得知“黑狐”在上海出现,回到日本情报机关工作的山口一男奉命来上海寻找“黑狐”。山口一男来到上海后,很快便注意到经常跟岩井来往的方天翼,顺藤摸瓜,他发现了廖思成,经过调查,山口一男怀疑廖思成和方天翼是中共地下党,而手下王天木的话证实了他的怀疑。山口一男决定将计就计,让中共和国民党窝里斗。山口一男寻求李士群的帮助,却在李士群处发现顾婷,山口一男警告李士群注意身边的人,李士群知道顾婷身份已经暴露,让她赶紧离开。而此时,山口一男已经通过王天木让戴笠对廖思成和方天翼的身份起了疑心,派特派员沈晗来到上海,调查廖思成的身份。山口一男同时跟踪方天翼和廖思成,抓获不少军统和中共地下党,廖思成和方天翼正不知哪里出了叛徒,沈晗的到来使得廖思成意识到自己已经暴露。廖思成借助沈晗将自己已经暴露的消息发送给李长城,请求下一步指示。沈晗表示不管廖思成的真实身份是什么,他们永远是好朋友,廖思成非常感动。同时,在沈晗的支持下,廖思成也准备给王天木以回击。在暗杀王天木的过程中,廖思成竟然发现山口一男的踪迹,这才明白自己暴露的原因。这时,中日战争已经接近尾声,日军开始准备撤退,廖思成接到允许方天翼和顾婷结婚命令的同时,也接到让他们到延安的命令。廖思成和方天翼决定杀掉山口一男后一起去延安。廖思成和方天翼与山口一男展开殊死搏斗,争斗中,顾婷为了救廖思成而死。顾婷的死让方天翼勇气倍增,最终杀死了山口一男。山口一男在临死之前向廖思成打听“黑狐”的真实身份,廖思成告诉他原本没有“黑狐”,那是戴笠下的诱饵,上钩的正是山口一男,听了廖思成的话,山口一男吐血而亡。在廖思成的见证下,方天翼跟去世的顾婷结为夫妻,他给顾婷带上结婚戒指,并以丈夫的身份埋葬了顾婷。擦干眼泪,在日本天皇投降书的广播声中,方天翼和廖思成毅然奔赴延安。