1、故事发生在一九三八年到一九四五年的中国东北。一九三九年新年的前一天，身为党特工的周乙和假扮他妻子的顾秋妍在火车站接头。周乙真正的妻子孙悦剑被组织派来成为新的联络人。她与周乙见面，并告诉他，近几日会有电台、药品运送到山上。

2、负责运送药品的老汪在路上被特务科的人抓获，另一人小董则驾马车，往山里运送药品。特务头目：高彬科长得到线索，集结队伍来到孙悦剑住的旅馆。前来报讯的顾秋妍截下了携电台回旅馆的孙悦剑。小董和运送药品的马车被土匪劫持。顾秋妍不听周乙的命令，给抗联发了两遍电报，差点暴露。由于接不到抗联电台的回复，顾秋妍心急如焚。她自作主张找到了丈夫的弟弟张平钧擅自行动，差点暴露身份。

3、没有任何地下工作经验的张平钧和自己的女友一起，被佳木斯特务机关抓获，后被转回哈尔滨警察厅特务科。

4、周乙和顾秋妍在高彬的严密布控下，成功发出一条长电报。在特务科的强行逼供下，张平钧至死没有供出顾秋妍的信息。周乙查到了松花江码头上的黑帮关大帅与土匪有密切联系，得知了药品和被绑人质的下落。

5、周乙利用日本宪兵队的压力，调查关大帅。在日本高层的干预下，彻底打击了关大帅在码头的势力。高彬、周乙等人随军队进山剿匪，在双方激战的过程中中，土匪头子被打死。

6、周乙在对小董的审讯中，了解到他是一个真正可靠的人。小董在警察厅经受住了各种考验。顾秋妍光顾瓦西里耶夫开的俄罗斯餐厅，并获得了其好感，确认了了“乌苏里虎事件”的情报。周乙怀疑，神秘女人的丈夫老邱是潜伏在抗联内部的奸细，事实也是如此。周乙设计除掉了两人。损失了两名手下，激发了高彬的决心，特务科内部开始了新一轮查找奸细的行动。

7、周乙和顾秋妍冒着生命危险，向苏联境内发报了乌苏里虎计划的有关细节。两人在深林发送信号时遭遇极大的险境，顾秋妍不知所踪。

8、周乙将逃过一劫的顾秋妍接走，并送她和久别的丈夫张平汝团聚。数天后，苏联情报机关阻止了试图震惊世界的“乌苏里虎计划”。为找出潜伏在警察厅的党特工，高彬派人全面监听每位下属的电话。

9、高彬有意把目标引向刘魁，让他做一个诱饵，找出特务科卧底。面对狡猾的对手高彬，周乙找到了证实刘魁无辜的证据，搅乱了高彬的反奸计。高彬自行将周乙从怀疑人员的名单中勾掉。

10、秋天到了，顾秋妍生下了一个孩子：莎莎。周乙与顾秋妍除了没有同床共枕，两个人的关系，越来越真实。

11、高彬为了挖出特务科卧底的真实身份，已经层层部署。周乙和顾秋妍对即将来到的大搜捕充满了担忧，却对营救党内同志无能为力。

12、高彬遇刺后苏醒，周乙与顾秋妍同去探望，却遭遇国民党的暗杀团策划的汽车爆炸。周乙、顾秋妍侥幸逃过1劫，周乙却因祸得福，因此不被高彬怀疑。

13、五年后。日本空军轰炸奉天，顾秋妍在防空洞偶遇孙悦剑。周顾夫妇更加意识到谍报战斗和生存处境的凶险。

14、孙悦剑被捕，周乙坐视妻子被严刑拷打，却无能为力。一位没有接到转移通知的同志：老纪，在孙悦剑家门前被埋伏在那里的特务抓住了，而且老纪竟然认识周乙。

15、老魏营救孙悦剑失败。周乙找到了也潜伏在日伪内部的国民党特工头目陈景瑜，表明了自己的身份，要他把老纪和孙悦剑要出来。

16、陈景瑜如约来到宪兵队，孙悦剑成功获救，但老纪已经被宪兵队枪决。周乙终于平安带回了孙悦剑。老魏告诉周乙一个好消息，他的特工生涯即将结束。

17、周乙即将告别特工生活，但顾秋妍和莎莎无法转移，周乙担心不已。周乙告诉陈景瑜，想要不被高彬发现，要先下手把日本人的怀疑引向高彬。鲁明觉察到不对头，派人跟踪了周乙，并把自己的怀疑告诉高彬。高彬闻之大惊，准备阻拦周乙。

18、周乙抛下顾秋妍妻女，冒险将孙悦剑和亲生儿子送出边境。顾秋妍母女在火车站被特务发现，女儿莎莎被人带走。

19、谨慎一生的周乙不能坐视顾秋妍和孩子落入虎口，他毅然回到哈尔滨家中，两人在监听器前联手上演了一场丢子争吵的好戏。周乙将自己的生死置之度外，决定让顾秋妍假投降告发自己。

20、顾秋妍遭受了一系列酷刑，假装无法坚持，而告发周乙。周乙赴死前要求和女儿莎莎见上一面，父女伤感诀别。漫天风雪，周乙的生命走到了终点。