1948年春，国民党情报机构发现中共活动踪迹，南京国防部二厅郑翊处长一路追查，锁定道济银行董事长张瀚民。危急关头，张瀚民为掩护深度潜伏的同志俞北平自杀。俞北平的公开身份是南京国防部二厅军事技术处处长，既是郑翊的同事，又是二厅副厅长徐文正的女婿。在张瀚民事件中，俞北平被郑翊盯上，20多年的潜伏生涯面临终结。与此同时，远在山东清城，美军少校约翰被刺杀，所携绝密文件或已泄露。徐文正接到郑翊的报告后，决定任命俞北平为特派员，前往清城调查此案。此举一箭双雕，既能查清约翰枪杀案真相，又能甄别俞北平的真实身份。此时的俞北平已走入死局，张瀚民之死使他失去了上线联络员。张瀚民临终前托付他进一步追查代号“比基尼”的《清城轴心中美联合攻防部署》，也已成为一项不可能完成的任务。而徐文正和郑翊已经在清城，为俞北平准备下了一个精心谋划的陷阱。

俞北平携夫人徐咏仪刚刚抵达清城，便被告知在清城大学上学的女儿徐丹妮被捕。徐丹妮一心反抗自己的特务家庭，在一次抓捕行动中掩护共产党曹旭东，最棘手的是，曹旭东恰好是“约翰案”涉案的关键人物之一。俞北平亲自审讯徐丹妮，徐丹妮任性倔强，拒不合作，父女俩僵持不下。“约翰案”初步得出结论，系共产党所为，目标是约翰手中的绝密文件《攻防部署》，但案件仍疑点重重。清城特调局内部同样乱作一团，“约翰案”锁定的5名嫌疑人均来自特调局，目前5人已被监控，局内人心涣散，各自打算，派系斗争激烈。尤以局长吴昆才老奸巨猾，阳奉阴违，深谙人事斗争，这令俞北平在清城的工作举步维艰。就在清城一团乱麻时，郑翊根据张瀚民的线索继续追踪，发现了识破俞北平身份的重要证据。郑翊制定了一份假《攻防部署》准备带到清城，等待俞北平上钩。

郑翊下令吴昆才对俞北平实行一级监控，收到密令的吴昆才左右为难，深知这是一场上层之间的斗争，自己不得不在两个处长之间来回周旋。警务司令部在俞北平的压力下放徐丹妮回家，可是徐丹妮并不领父亲的情。美方派遣联络员林莎介入调查案件，林莎与特调局情报处处长程忠义是旧时恋人，程忠义通过分析告诉林莎不可能是特调局泄露了约翰的行踪。吴昆才接到郑翊的监控命令，设计为俞北平安排接风宴，实则调虎离山，在他的别墅里安装监听器。“约翰案”涉案人员之一、特调局副主任蒋维民向俞北平透露，“约翰案”是一场阴谋，这场看似找出真凶的行动，实为局里内斗，有人借此排除异己，矛头直指吴昆才。俞北平不置可否，却又不敢对蒋维民有所回应，因为如果“约翰案”真是共产党所为，被怀疑的5个人当中或许就有自己的同志，包括蒋维民。

吴昆才向郑翊讨要监控俞北平的理由，害怕得罪徐文正。郑翊告诉吴昆才怀疑俞北平的线索，吴昆才表面允诺，心里依然觉得是高层的内斗。“约翰案”随着舞女赵冰冰的出现有了重大突破。有证据表明，蒋维民伙同赵冰冰里应外合共同策划谋杀约翰，蒋维民、赵冰冰疑为共产党，尤其赵冰冰在事发后便失踪了。得知这一消息，俞北平心情复杂，蒋维民如果身份可靠，将是他与组织联系的救命稻草。俞北平决定冒险寻找真相，很快，他发现了蒋维民是同志的证据，但仍心存疑虑。清城之行，俞北平要交出的第一份考卷便是揪出刺杀约翰的真凶，随着蒋维民慢慢浮出水面，郑翊静待俞北平交出答卷。

甄别蒋维民身份陷入困顿之时，俞北平的女儿徐丹妮再出状况。俞北平惊讶地发现，女儿竟将共产党员曹旭东藏匿在家中。俞北平震怒，父女俩剑拔弩张，徐丹妮不惜以死相逼，俞北平不得不让步，冒险保护曹旭东。徐丹妮为何能突破小白楼层层警卫，将一个共产党员带回家。俞北平感觉自己掉进了一个陷阱。特调局行动队队长张凯是吴昆才的小舅子，此时正沾沾自喜地在郑翊面前邀功。曹旭东确系张凯的有意安排，为的是试探俞北平的真实身份。郑翊不喜反怒，她想要找的不是被逼出来的共产党员。俞北平给徐丹妮过18岁生日，郑翊和吴昆才意外到场，郑翊有证据进一步确认蒋维民的共产党员身份，俞北平只要稍有迟疑，不仅无法完成张瀚民留给自己的任务，潜伏生涯也将就此结束。俞北平当着女儿的面指责吴昆才故意放曹旭东进小白楼并实施监控，让女儿明白深陷危境。