留美归来的博士丁芷寒年轻美丽，拥有令人称羡的艺术学位和家庭背景。她父母都是爱国科学家，在我党安排的一次转移过程中，她亲眼目睹了亲人在一夜之间被国民党残忍杀害的残酷现实。为了报仇，她毅然加入了革命的队伍，开始从事地下工作。在地下工作中，她与年青英俊的国民党军官兰飞、以及对自己有救命之恩的地下党员祝中华，演绎了一场荡气回肠的情感故事。同时，她也在革命工作中渐渐成长、成熟，成功帮助党组织揭穿了叛徒况宝山的真实面目并找到了潜伏特务名单，成为一名为人民利益不惜牺牲一切的革命战士。

故事发生在抗日战争如火如荼的关键阶段，汪伪政府投敌叛国，华夏大地民不聊生，炎黄子孙的命运危在旦夕。上海明氏企业的董事长明镜（刘敏涛 饰）胸怀赤诚，暗中资助中国共产党。她的弟弟明楼（靳东 饰）则在军统担任特工，行踪诡秘。姐弟俩的弟弟明台（胡歌 饰）饱读诗书，本无心政治，谁 知却在飞赴香港途中被军统高官王天风绑架招揽。万般无奈之下，明台只能隐姓埋名接受培训，并最终成为军统驻上海站的一名特工。在接下来的行动中，他与中共锄奸小组的程锦云（王乐君 饰）多有配合，两人在行动中也培养出非凡的信任与感情。 国内局势风云变化，这两个年轻人则将面临着命运的严苛考验……