1949年，虽然解放战争接近尾声，在上海，敌人的力量仍无比强大，甚至无坚不摧。所有的主动都掌握在敌人手中，而我们革命者则无时不处在敌人摆下的天罗地网和重重圈套之中。深夜的巷道，一群爱国科学家在共产党护送下秘密撤离上海。然而，在他们认为一切顺利时，他们却已深陷敌人的包围圈，等待他们的，是早已设下埋伏的国民党特务的立体打击。枪林弹雨之中，随父母一起转移的留美归国少女丁芷寒，在地下党员祝中华的舍身相救之下侥幸逃脱。然而，她的父母却跟其他所有科学家一样难逃厄运，暴尸街头。她的救命恩人祝中华也因受伤被捕。多次行动的失败，使上海地下党认识到自己队伍中隐藏着一个叛徒，他就象一根毒刺般深刺在我地下党组织中。而且，这数次失败的行动都是由特别行动组组长祝中华负责，偏偏每次也只有他能够从敌人的包围圈中全身而退。种种疑点让地下党组织将怀疑的目光锁定在祝中华身上，只有祝中华的义父闸北区委书记况宝山对他深信不疑。然而这时，地下党组织又得到消息，得知祝中华轻而易举地从国民党陆军医院逃脱。上海地下党组织部部长刘延风，副书记贾中全和郑子民马上决定立刻找到祝中华对其进行审判，况宝山只得跟从。他们在丁家找到了受伤的祝中华，在审判过程中，组织又截获敌特电报，电报中明确表示祝中华已归顺国民党，背叛了革命。罪证确凿，地下党组织立即决定处决祝中华，而正在这时，关押在地下室的祝中华却突然神秘地失去踪影。地下党组织立即下令追杀祝中华。几经周折，慢慢从悲痛中恢复过来的丁芷寒终于发现家人的死都是由国民党特务组织一手造成的。而设计一切的就是国民党保密局上海站站长于盛龙和那个由他安插在地下党组织内部的叛徒。从地下党组织在丁家的审判中，丁芷寒得知，曾救她一命的祝中华就是大家怀疑的叛徒。而她经历的一切让她无法妄下结论，她与祝中华订下半年之约，并偷偷放他离开，让他证明自己的清白。并主动接近对她怀有爱意的保密局通讯科科长兰飞。通过他，丁芷寒结识了于盛龙，并终于成为于盛龙身边漂亮的女秘书。在敌特工作的丁芷寒慢慢取得了于盛龙的好感和信任，多次为地下党组织获取了很有价值的情报，并成功营救出被捕的地下党领导郑子民和况宝山。然而，叛徒“飞鹰”的身份却依旧毫无线索。年轻多情的兰飞对丁芷寒情根深种。他对丁芷寒处处关怀，却始终得不到丁芷寒的承诺。在一次营救行动中，他发现了丁芷寒的真实身份。然而，爱情战胜了一切，兰飞决定在丁芷寒身边默默守护。尽管如此，丁芷寒却对兰飞只有内疚之情，因为她已经深深爱上了她的救命恩人祝中华。原来，游离于组织之外的祝中华一直跟丁芷寒保持着联系，面对国民党和共产党地下组织的双重追杀，他一直只身游走在刀尖之上，暗地里配合丁芷寒调查真相。虽然有时候他行动神秘，让人无法猜透意图。但在相处中，丁芷寒却慢慢被他吸引，渐渐褪去了对他的怀疑。就在丁芷寒跟祝中华爱情逐渐升温的时候，由于叛徒的出卖，上海地下党组织频频暴露，许多领导同志惨遭杀害。而所有证据都指出“飞鹰”就是祝中华。