混迹上海街头的职业线人陈山刚谈下一笔替人捉奸的生意。陈山和同为线人的发小宋大皮鞋和菜刀喝完酒，去了米高梅舞厅。在米高梅门口，陈山看见了曾经让手下打断过自己两根肋骨的上海滩名媛唐曼晴。此时，日本宪兵队本部特高课课长麻田邀请荒木惟等同僚前来为唐曼晴捧场。在米高梅舞厅内，陈山通过观察，推测舞女黄莺当晚欲与徐老板私奔，他在追查黄莺私藏的金条时惊动了日本人，但他展露的机智却引起了荒木惟的深厚兴趣。在陈山除去乔装后，荒木惟意外发现陈山竟酷似已死去的肖正国，一个计划瞬间在荒木惟心中诞生。

1941年上海，混迹江湖靠贩卖情报为生的街头小混混陈山因长相酷似军统特工肖正国，被日本梅机关特务头子荒木惟意外看中，从此卷入一场腥风血雨的地下战争。荒木惟挟持了他的妹妹陈夏，逼迫陈山成为日本间谍。为了营救妹妹，具有特工天赋的他只能接受秘密特训，冒名顶替肖正国前往重庆潜伏到军统内部，准备窃取重要情报。潜伏生涯惊心动魄，然而作为一个中国人，陈山并不想真的背叛祖国，在共产党员张离和钱时英对他的不断影响下，陈山逐渐成长，毅然站到了抗日的阵营。之后，为粉碎日寇阴谋，陈山和张离冒着生命危险再次回到上海，反潜伏进入汪伪特工总部，他们一次次携手合作，生死与共，在与敌人的斗智斗勇中，陈山最终树立了信仰，成长为了一名真正的战士，并成功粉碎了侵略者的险恶阴谋。

陈山正式回到军统本部，向肖正国的上级费正鹏述职。费正鹏惊觉肖正国嗓音有变，陈山已经因此事面对过“雄狮”的质询，此时亦能冷静应对。费正鹏立即以关心的名义命人将陈山送往医院检查身体，转身却派人查探肖正国失踪这三个月来发生的一切。陈山检查身体的医院正是妻子余小晚工作的宽仁医院，陈山第一次见到了余小晚。在医院外面，陈山意外碰到军统特务的抓捕行动，看到一个身穿披风的女人从围捕中逃脱。陈山吃完东西再次回到医院，被告知余小晚已经离开。陈山心中莫名地松了口气，可是他从医院回到家，仍然不见于小晚。

周海潮带人在心心咖啡馆外设伏，陈山进入咖啡馆坐在角落。却意外发现张离还是来了，陈山明白自己要立刻想办法阻止张离被捕。张离在洗手间的天花板上拿到装有电台的箱子，并把自己带的箱子换回去。随后余小晚也来到咖啡馆，两人吃饭聊天。聚餐结束后，余小晚坐上黄包车离去，而张离提着箱子绕回前台打了个电话，周海潮觉得她形迹可疑，下令围堵张离。张离被周海潮、陈山截获，箱子被迫打开，里面竟只是一箱衣物书籍，根本没有电台。原来，陈山告诉张离有人供出了“蒲公英”，在张离打电话的空隙调换了装有电台的箱子，最终让张离涉险过关。

日方对重庆上空展开轰炸，张离随着人流逃跑。一颗炮弹在张离附近爆炸，钻进左腿的弹片让张离瞬间失去重心，摔倒在人群中。眼看人群密密麻麻涌过来，张离即将失去意识，陈山突然出现，背起张离朝医院狂奔。醒来的时候，张离看到陈山躺在自己身边的另一张病床上。陈山如实地告诉张离自己的真正身份和遭遇，他向张离求援，要救出妹妹。肖正国的好友李伯钧与电讯组的同事洪京军一起吃饭，无意中说起回来后的肖正国与原来的肖正国似乎有些地方不一样了。洪京军故意引诱李伯钧说出具体事例，两人的对话被周海潮监听。