一九四三年上海的局勢越發復雜，為了取得戰爭的勝利，延安方面的指紋專家陳曉接到上級的命令來到上海執行任務。上海這邊的同志宋姐向陳曉交代了他們申請組織派她過來的原因，他們需要陳曉按照照片上的指紋做一枚指紋套。

有很多同志冒著極大的生命危險打入了日偽和軍統的內部獲取情報，而那份名單之前以蘇聯的一個老布爾什維克黨伊萬的名義存入了葡萄牙銀行，然而不幸的是伊萬在一次行動中犧牲了。取出鑰匙需要核對本人指紋，這也是要陳曉做指紋套的原因。

陳曉在自己的出租屋里連夜做指紋，住在她樓上的是一個我行我素的男人，經常捅出些簍子讓陳曉和房東太太煩惱不已。為了不讓房東太太起疑，宋姐來取指紋套的時候給住在陳曉樓上的范偉宸代付了房租。

行動很不順利，找來代替伊萬的俄羅斯人因為太過緊張而出了紕漏，葡萄牙銀行的工作人員起了疑心，并要把這件事情向上匯報。宋姐知道事情被發現，趕緊拖著假伊萬離開。街上日偽的人最近又加強了巡邏，大部分人馬包圍過來。

宋姐不得已和日偽的人在街頭展開槍戰，無奈寡不敵眾，宋姐負傷墜入河中。第二天一大早，陳曉完成任務后準備離開上海，正當她收拾好東西時外面傳來一陣急促的敲門聲……

宋姐告訴陳曉行動失敗，而且日偽的人馬上就會追過來了，她決定犧牲自己。陳曉和宋姐雖然只相處了短短兩天，但宋姐待她猶如親生姐妹，她答應宋姐一定會想辦法拿回那份關系到眾多同志安危的名單。

軍統的走狗來抓人了，宋姐把陳曉從窗戶推了出去，然后點燃了熊熊大火自殺了。王錚是一名潛伏在日偽政府多年的共產黨員，他無意間聽見于四海在審問被抓住的假伊萬，心中了然行動失敗，包括他自己在內的多名同志將會處于水深火熱之中。

在日偽政府擔任要職的王錚有個假名字—謝易夫。謝易夫和陳曉在橋邊匯合，陳曉告訴易夫自己一定要找到那份名單，這是她答應宋姐的。考慮再三，易夫決定幫助陳曉。

但易夫不知道的是，他的上司李世杰因為他平時的一些怪異舉動早就開始懷疑他了。而且不知道是誰放出了風聲，說軍統內部有中共的臥底，一時間軍統內部人心惶惶，人人自危。

那份名單就像是懸在易夫頭上的達摩克利斯劍，如果不盡快找到那份名單，隨著審查的深入，那份名單一旦落在日偽手中，他就完蛋了。易夫情急之下做出了一個決定，他要偽造一個假身份讓陳曉進入日偽政府，和他一起找尋名單。