故事發生在二十世紀四十年代初，日寇投降前夕的上海，日本駐上海的特務機關梅機關頭目松田祯昭曾密藏了一份叫作"藍色檔案"的長期潛伏特務名單。爲了獲取這份名單，國民黨中統局派遣了中統特工趙康成功打入日本特務機關梅機關內部；同時國民黨軍統局也派遣了軍統特工銀狐和寒冰從重慶趕到上海執行這項任務。中統特工趙康不惜犧牲名譽、犧牲了與沈亞奇的愛情，與松田周旋，經受重重考驗，獲得了松田的信任，獲取不少絕密情報。軍統特工銀狐爲了謀取私利，暗中勾結日本特務機關，出賣情報，並且不斷地對中統特工暗下毒手。美國情報局對這份"藍色檔案"也垂涎三尺，特派美國中央情報特工逢天爵暗中勾結銀狐，企圖竊取。我黨爲徹底打碎敵人的反撲陰謀，迎接全國解放，指派黨的地下工作者賀德彪、沈亞奇僞裝成國民黨中統特工，圍繞著"藍色檔案"與敵人展開殊死鬥爭。
中統特工賀德彪、沈亞奇一開始並不知道對方的真正身份,相互設防。沈亞奇在首次執行中統任務——殺死黑桃K時，表現出色，取得了中統的絕對信任。但是當趙康率領衆特務執行任務時，放走了殺死沈亞奇最好時機，讓日本人頓生疑心。沈亞奇也分別受到國民黨和共産黨的猜疑。共産黨特工方巖松暗中叛變國民黨，緻使共産黨多處地下組織被國民黨破壞。就在趙康接到國民黨中統最高層的歸隊命令時，一直蒙在鼓裏的沈亞奇決定把自己的初戀趙康殺死。二人在教堂中一番爭鬥，當沈亞奇正在猶豫之時，她的手下小四卻把趙康殺死。
日本天皇準備投降，沈亞奇接受中統局命令，榮任上海彙通銀行的總經理，接管中統局在上海的産業。軍統局也派出寒冰、銀狐去上海，收回軍統在上海的産業。其實他們的真正目的是爲了找到那份藍色檔案。沈亞奇利用彙通銀行總經理的職位，與寒冰與銀狐巧妙周旋，成功地爲共産黨購買了一批醫療設備和一批軍火。美國中央情報老牌特工逢天爵原想通過買賣軍火，順籐摸瓜，抓出潛伏在中統和軍統內部的共産黨特工，結果，沒能如願，賠了夫人又折兵！逢天爵背後策劃擠兌彙通銀行，企圖用這種方式打垮彙通銀行，打垮沈亞奇，讓她暴露真相，但是沈亞奇都能化險爲夷。中統特工賀德彪、沈亞奇終於發現對方的真正身份,兩個人暗生情愫。但是爲了神聖的使命，兩個相愛的人卻不能在一起。
寒冰迫使松田供出"藍色檔案"的隱藏地—蘇州青龍山開元寺；松田亦乘機索回他的一把佩劍，聲稱此劍是“天皇賜予的紀念品”。此番密談被一心想發財的賀德彪的弟弟賀德魁和蒯麻子竊聽去，卻萬萬沒想到偷錄下來的機密又被喬裝成銀行職員的沈亞奇的助手李華智取。當夜，開元寺發生了一場角鬥，寒冰的手下朱一山殺死了銀狐心腹謝德金，賀德魁、蒯麻子殺死了朱一山，奪走了“檔案”。然而，這一切的周折與鬥爭卻都中了松田的金蟬脫殼之計，到手的原來是一份假名單。
其實美國情報部門真正感興趣的是日本人隱藏的另一份藍色檔案。找到這份檔案就會找到一筆巨大財富的去向。日本有一個金百合組織在菲律賓、印度尼西亞和其他的東南亞國家，掠奪了大量的黃金白銀珠寶和貴重物質。在日本投降前夕，金百合組織用三艘運載著這些黃金和各種財寶的船準備開回日本，但是在上海附近的公海上被發現。最兇惡的金百合組織成員日本人山口安次，殺死了其他所有船員，故意將這三艘船沉到海底，那份真正的《藍色檔案》就記載了沉船的位置。真正的《藍色檔案》其實是一份關於財寶隱藏地點的秘密海圖。山口安次自己帶著海圖，駕駛著一艘救生船漂到了舟山群島，後來，山口到了上海。松田派人暗殺了開元寺的智能和尚，讓山口安次冒名頂替。並且把海圖拍成膠卷後銷毀。他們準備趁遣返日本戰俘和僑民的機會，由松田將這份海圖膠卷帶回日本。
賀德彪窮追不捨，終於在松田隨身佩帶的那把短劍裏，找到了真正的"藍色檔案"。而戴笠的心腹武敬昌抓走了沈亞奇的妹妹寒冰，並以此爲要挾，要沈亞奇交出海圖。時間緊迫，刻不容緩。賀德彪、李華等驅車沖過敵人哨卡，將藍色檔案交到解放區，沈亞奇則不顧衆人反對，孤身潛回。賀德魁爲救沈亞奇，不幸死於武敬昌的手中。而武敬昌亦被沈亞奇和賀德彪所殺。沈亞奇的妹妹寒冰——想起當初的行爲，悔恨不已，最終用身上的定時炸彈與敵人同歸於盡了。