1949年春，渡江战役前夕。
　　国民政府国防部保密局特情处（特情处是虚构的）机要人员冯儒收到一份密电，电文内容是屠杀二监的共产党员及进步人士。特情处处长杜林甫即和二监监狱长张怀文密筹执行事宜。消息由共产党潜伏特工辗转传递给江宁游击队，队长陈言等人决定武装营救。就在屠杀将要执行的当天，杜林甫突然收到他亲自安排打进共方的卧底——“观音”发来的密电。密电中说，屠杀计划共产党方面已经知道，而且保密局有共产党卧底！
　　杜林甫吃惊之余，将计就计，屠杀时间不变，却改变地点，几十名政治犯倒在雨花台畔，共方营救人员也中了伏击，几乎全部牺牲！
　　双方均开始暗查谁是卧底或叛徒。
　　陈言在突围时中弹，昏迷被捕，受尽酷刑，宁死不屈。然而杜林甫从“观音”第二次发来的密电中知道，自己的部下冯儒就是共党特工！杜林甫即命下属华雄飞、郑少青等人分头寻找、追杀冯儒。
　　冯儒正要伺机谍取国防部“长江防御计划”，却遭保密局追杀，冯儒开始逃亡。
　　冯儒在逃亡途中击毙了紧追自己的华雄飞，又侦知了“长江防御计划”的重要线索。就在冯儒等待天明购买“电文密钥”时（冯儒此时已经知道密钥是何物），保密局其他特工又追杀而来。冯儒已无退路，只得奋起迎敌，杀死两名敌人，自己也不幸中弹。
　　关键时刻，特情处行动科特工郑少青追随而至，杀死最后一名追杀冯儒的特工。冯儒这才得知郑少青的真实身份，并在弥留之际告诉了郑少青“长江防御计划”的线索。
　　
　　江北，肥东县瑶岗村。渡江战役总前委情报科（情报科是虚构的单位；如觉得设定在“总前委”仍然有点不便，可改为某兵团或某军情报科）调来了电台侦听及破译高手林秀，并任命为情报科报务组组长。情报科科长方向晖与林秀互有爱慕之意，报务员吴音疑妒交加。
　　3月15日，林秀收到一份密电（不是侦听得来的），因为按常规密钥无法解密，就亲自送给方向晖。方向晖看到电台呼号，知道是冯儒发来的特殊密电，需亲自解密。方向晖解密后得知了敌人的屠杀计划，于是与江宁游击队联系。（这与南京潜伏特工提供给江宁游击队的情报是一致的。也就是说，江宁游击队既收到了潜伏特工的情报，随后又收到了江北方向晖发来的电报，而且内容一致。）
　　营救失败后，方向苦苦思索其中的原因，却一时没有结果。
　　三天后，方向晖到首长处汇报工作，吴音借机且有充分理由走进了方向晖的办公室，并悄悄翻看了方向晖桌子上的档案材料。正在这时，林秀走到方向晖办公室门口，发现了吴音不寻常的举动，双方发生诘问与争执。吴音离开后，林秀怀疑吴音可能偷看了自己的档案，遂去找方向晖，想把这一重要情况汇报给他。
　　吴音也曾想过找方向晖反映她的疑虑，却因证据不足而犹豫。正当她鼓起勇气下定决心去找方向晖反映时，却正好遇到了从方向晖处刚刚回来的林秀。林秀将吴音骗到大院耳房，借机杀死了吴音，并谎称吴音自杀。
　　
　　郑少青面对冯儒留下的密码以及临死前的提示，苦思冥想，竭尽心智，历尽曲折，终于得知密钥是一本古籍，从而破译了敌人的密电。通过密电，郑少青得知“长江防御计划”存档本存放在122号楼的地下室——“黑室”。郑少青寻机进入“黑室”，机智地拍摄了“长江防御计划”的主要内容。
　　郑少青立即将情报送给南京地下党孙英莲。因南京城门被敌人严密封锁，孙英莲吴阿芳姑嫂二人巧妙地将微缩胶卷密封藏匿在一篮子馒头的某一个馒头中（或设定成其它藏匿物）。尽管如此，她们还是在中华门城堡遭到了严密的搜查。危急时刻，却有三个手段高强的蒙面人击毙了几个搜查者，并掩护他们迅速逃出了城门。孙英莲按计划找到江宁游击队新任队长钱浩。因为情报非常重要，钱队长亲自率三名战士化妆成渔人，在偏僻的渡口悄悄渡过长江，一路掩护孙英莲吴阿芳将情报送到江北。
　　那三个蒙面人与孙英莲在城南郊外分手后，其实一直悄悄跟踪着孙英莲，直到渡船抵达长江北岸，三人这才回去复命。
　　这三人是杜林甫精心安排的杭苏等人。
　　原来，杜林甫在冯儒牺牲的破庙内，发现了重要的疑点，因而怀疑郑少青是共党卧底，并根据疑点分析出郑少青将要谍取“长江防御计划”，便设下圈套，想让郑少青谍取到一份假的“长江防御计划”，送达共方——这在情报界名叫“逆用”。
　　杜林甫见他的计划圆满完成，心中大喜。为了隐瞒真相，他便杀人灭口——先借杭苏之手杀死了谈岳；待杭苏觉察出杜林甫心狠手辣，将要杀死自己，不如自己先动手杀死杜林甫时，却被杜林甫领先了几秒，死于杜林甫枪口下。
　　杜林甫杀死杭、谈二人后，正准备离开现场，郑少青出现在他面前。郑少青告诉杜林甫，他谍取到的是真正的“长江防御计划”！
　　杜林甫大惊，郑少青击毙了杜林甫，并将一份间谍资料塞进了杜林甫的公事包。
　　原来，郑少青在谍取过程中，已经发现了诸多疑点，并运用他高超的智慧（特别是严密的推理），最终确定他在“黑室”见到的那份计划是伪造的。郑少青将计就计，巧妙而惊险地找到了真正的“长江防御计划”，并用微型特工相机拍下了主要内容，然后交给他的联系人——孙英莲。因此，孙英莲等人送到江北的是真正的“长江防御计划”！
　　
　　江北瑶岗村，总前委机关（或兵团机关）召开重要会议，前线将领云集瑶岗。会议结束当天傍晚，后勤处举办了一次舞会。在跳舞的时候，军长陈德伦发现了林秀耳朵下方有一颗“红胎记”。陈德伦震惊不已，因他疑心林秀是他失散了九年的女儿“红萍萍”——那年“红萍萍”才八岁。他向林秀求证，却对不上号。陈德伦转而求助方向晖，希望了解林秀的真实身世。
　　方向晖对吴音自杀有点疑惑，但是通过谨慎的调查，自杀的疑点已得到合理的解释，也没有任何证据证明林秀是个可疑的人物。陈德伦的求助，让方向晖感到问题非常严重！他立即秘密打电话与林秀的原单位联系，这才确定林秀极可能是个危险人物！他随即来找林秀，林秀却突然不知去向！方向晖紧急命令警卫连追寻、逮捕林秀！
　　原来，林秀就是杜林甫打进共方的卧底——“观音”！而且确实是陈德伦的女儿！
　　皖南事变后，被打散的新四军连长陈德伦密潜回家，想带16岁的儿子陈言与8岁的女儿陈红萍离开家乡，却遭遇闻风而至的军统特务杜林甫等人。陈言在父亲的逼迫下，含泪从后门先逃走了。陈德伦因为要等女儿红萍萍回家，暂时没有逃离，旋即被杜林甫抓获。红萍萍回家后，又被杜林甫挟持，作为人质，威逼陈德伦交出逃亡的新四军战士或者“自愿投诚”。在艰难的抉择面前，陈德伦没有叛变，也没有放弃女儿，但后来不得不寻机逃离，遂与女儿天各一方。
　　杜林甫善待年方八岁的陈红萍，并以父女相称，同时将陈红萍改名为杜芳琳。杜林甫的目的之一是将杜芳琳培养成优秀的特工！
　　1949年3月1日，杜林甫接获内线情报，解放军三野某兵团的报务天才林秀将调到200多公里外的总前委情报科。杜林甫遂密谋以杜芳琳代替林秀，借机打进我方情报部门。他们在林秀赴任途中，残忍地杀死了林秀，同时更换了林秀档案中的照片，并以相貌年龄相近的杜芳琳冒充林秀，成功打进了情报科报务组。（这项计划的可能性详见原著及剧本）。
　　舞会结束后的当晚，杜芳琳谍取到了共方的“京沪杭战役作战纲要”，并偷偷将它送到约定的秘密地点——防空洞的一块石础下。出于害怕身份暴露（因她已经确定陈德伦是她的生父），杜芳琳决定马上离开瑶岗！
　　正当杜芳琳从防空洞深处往外走的时候，方向晖率战士及时赶到。方向晖命杜芳琳交枪投降，杜芳琳负隅顽抗。方向晖无奈之下正欲击毙杜芳琳，陈德伦闻讯赶到，并高喊“不要杀我女儿！”
　　杜芳琳面对爱恨情仇，百感交集，她在幻灭与绝望中饮弹自尽。
　　深夜，前来防空洞秘取情报的国民党特工也被我军抓获。
　　百万雄师横渡长江，人民解放军将红旗插上了总统府大门楼顶。
　　
　　片尾（这是本剧最烧钱的一个镜头）：
　　1949年5月23日，厦门高崎军用机场。
　　一片大逃亡的混乱与喧嚣中，郑少青与秘书晓露等人匆匆登上了直升飞机。
　　直升机螺旋桨在疯狂地旋转；纸片与草屑四处飞舞；仓惶失措的逃亡者；他们的衣服被强劲的气流吹得张牙舞爪。
　　直升机轰鸣着快速腾上天空。
　　晓露小心地询问郑少青：“处座，我们要去哪里？”（此前郑少青只是科员、科长。）
　　郑少青坚定而酷睿地：“台湾！”
　　剧终
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