1948年4月，共產黨西北野戰軍發起西府戰役，圍攻西北重鎮寶雞，國民黨因此被迫放棄延安。
南京國防部二廳軍事技術處處長俞北平正在家中整理儀表，準備去趕去清城的火車見道濟銀行董事長張瀚民?，去拿自己女兒徐丹妮放在他處的五線譜譜紙。卻不料張瀚民被南京國防部二廳特別調查處處長鄭翊查出是共產黨潛伏在南京的特務，鄭翊當天便帶人來到道濟銀行，見張瀚民不在，便挾持了道濟銀行的接待員，欲通過她逼問出關于共黨的信息。
正在這時，俞北平恰好打電話來道濟銀行找張瀚民，這讓鄭翊不由得懷疑俞北平是張瀚民的同黨。
接待員在鄭翊的監控下，戰戰兢兢地接完了俞北平的電話。隨后，鄭翊向她詢問俞北平和張瀚民兩人交往細節，接待員不欲告知其信息。鄭翊見此掏出手刀，殘忍地刺穿了接待員的手心。接待員一時間痛不欲生，哀嚎連連。
與此同時，俞北平整理好了儀表要出門，正好遇到了樓下等待著他的岳父，南京國防部二廳副廳長徐文正。俞北平一直在徐文正的授意下，同張瀚民有生意來往，而此時張瀚民被查出是共產黨，徐文正便提醒俞北平跟張瀚民及時撇開關系，免得淌入渾水。
而道濟銀行的接待員在鄭翊的嚴刑逼供下，終于屈服，告訴他們共產黨特務相約于今日下午一點在九號公館見面。??
俞北平在得知張瀚民被查出是共產黨后，驚駭不已。他匆匆來到與張瀚民事先約好的咖啡館里和張瀚民見面，并通知張瀚民他的共黨身份已經暴露。原來，俞北平也是共黨潛伏在國民黨的特務，而張瀚民正是他的聯絡員。張瀚民告知俞北平同上面新派下來的聯絡員見面的時間地點，并告訴他要進一步追查代號為“比基尼”的《清城軸心中美聯合攻防部署》，而與此事相關的部分資料正在九號公館的保險柜里。在交代了一切事項后，為了掩護俞北平的身份，張瀚民主動伸手按下扳機，開槍自殺。
鄭翊自從懷疑俞北平后，就布置了人手監視俞北平。此時，她正在咖啡館的車外實時監控著這兩人的舉動。鄭翊一向聰明，她見俞北平開槍打死張瀚民后離開咖啡館，便猜測俞北平是要去九號公館，便提前驅車到那處等候他。結果不出她所料，俞北平果然去了那里。
俞北平到底潛伏在國民黨國防部二十多年，心理素質過硬。在鄭翊咄咄逼人的逼問下，他還是保持著鎮定，告訴她他來此處是為取回同張瀚民交易的相關文件，來避免被黨紀處分。但張翊并不好糊弄，她為了進一步試探俞北平，提出讓他幫忙開公館里間保險柜的鎖。
俞北平只能硬著頭皮在鄭翊逼迫感甚重的視線中開了鎖，但保險柜有共黨同志們拼死換來的機密文件，不能暴露于國民黨前。俞北平在開鎖后，尋機炸毀了保險柜。此舉雖保住了新派下來的聯絡員的性命，但俞北平也因此找不到接頭員而斷了同共黨的聯系，他的特務工作陷入死局。
與此同時，處于山東清城的特別調查局派人告知徐文正，清城的美軍少校約翰于早上被不明人士槍殺，其所攜絕密文件或已泄露，而該文件正好是共黨所急需的《清城軸心中美聯合攻防部署》。徐文正得知此事后，召開新聞發布會，回應各界對美軍少校約翰被槍殺一事的疑問，并透露國民黨方懷疑此舉為共產黨所為。
鄭翊獨自在屋中思考保險柜被炸毀一事，她懷疑俞北平同此事脫不了關系，便讓下屬把俞北平的東西都送過來，她在檢查物品的過程中發現了打火機。
徐文正找自己副官田昱商談鄭翊懷疑俞北平的動機。俞北平是他的女婿，他萬分不希望俞北平和共黨有牽扯。之后，他讓田皓通知鄭翊自己會于六點半在會議室聽她匯報。
待鄭翊到了會議室后，徐文正質問鄭翊為何要抓俞北平，并認為她是因弟弟鄭明在捷運行動中犧牲的原因，而失去了冷靜判斷，提出要放假讓她休息。鄭翊則有條有理地告訴徐文正自己對俞北平的懷疑。徐文正見她言之鑿鑿，不由被說動，便決定答應美方提出的要求，讓俞北平去調查清城事件，以探俞北平的底。
之后，徐文正打電話給自己女兒，即俞北平的夫人徐詠儀，告知她明日清晨他會派田昱接她去清城。與此同時，他也找了俞北平來自己辦公室，質問他之前一點都沒注意到張的異常，俞北平的鎮定辯駁讓徐文正的懷疑有所打消。隨后，徐文正交給俞北平關于案件的基本資料，以便他調查。
徐正文的副官田昱告訴俞北平清城防務方案的與會人員共有五人，分別是清城特調局副主任蔣維民，情報處主任程忠義，技術部長張炳坤，行政處秘書舒曉梅以及辦公室主任秘書范自強，而約翰少校的行程只有他們五人知道，他們有最大嫌疑。之后，徐文正告知俞北平這次清城查案是對他的考驗，俞北平對此自然也是嚴陣以待。
而清城特調局的主任吳昆才正同程忠義商量對俞北平接風宴的菜色，程忠義則告訴吳昆才美方不肯接見他。吳昆才不欲多談此事，便用程忠義的終身大事作調侃以轉移話題。
與此同時，美軍駐清城港口指揮部情報處中尉林莎正在調查約翰案的現場遺留物，隨后她告知美軍駐清城港口指揮部情報處處長安德烈，在汽車起火前，約翰所攜帶的文件已經泄密。安德烈要求林莎一定要找出潛伏在清城特務局的共黨特務。
正當程忠義同舒曉梅吃飯時，林莎正好找到他。林莎告訴他檢測結果，并表示美方已經介入調查。在得知美方介入約翰案后，吳昆才忙派人將蔣維民捉拿以示己方的誠意，同時為了不得罪蔣維民，他將抓捕的蔣維民請到自己辦公室后安撫他的情緒。
此時，俞北平正準備同夫人徐詠儀前往清城，在整理物件時，得知鄭翊拿走了他的打火機。俞北平知道鄭翊是他的潛伏生涯里的威脅，便跑去同鄭翊再次解釋自己同張瀚民的關系，試圖撇清自己嫌疑，但鄭翊并不吃這套。俞北平無奈之下只能離開。
俞北平同妻子徐詠儀前往清城，一路上徐詠儀很是擔心女兒徐丹妮。而此時，徐丹妮正在休息間等待曹旭東，準備話劇的演出。在徐丹妮焦急等待中，曹旭東趕到，兩人匆匆上臺表演話劇。哪知在表演途中，一隊國軍突然闖入劇院要捉拿加入共產黨的同時也是約翰案線索之一的曹旭東，徐丹妮見狀，忙掩護他離開。最后，曹旭東成功逃脫，而徐丹妮由于包庇曹旭東的原因被國軍帶回了警備部的審訊室審問。
由于徐丹妮是俞北平的女兒，情況特殊，?清城警備司令部政治部主任陳雪明打電話給吳昆才詢問要如何處置，并提醒他可以用此事讓俞北平欠他人情。這時，俞北平和其夫人到達清城，吳昆才接他們去為他們準備好的住所。在路上，吳昆才告訴他們兩人徐丹妮被抓的消息，俞北平聽此便讓車開往警備司令部。
徐詠儀見到徐丹妮被拷在審訊椅上的場景揪心不已，俞北平勸徐詠儀冷靜下來，并親自去詢問徐丹妮。徐丹妮大罵俞北平是個特務，俞北平聞言怒極，打了徐丹妮一耳光。
隨后，俞北平找到陳雪明，并對他軟硬兼施，要求他放了自己女兒。陳雪明迫于壓力，只能放了徐丹妮。
而另一方，鄭翊得知俞北平已經到達清城后，要求下屬抓緊時間偽造《攻防部署》準備帶到清城，來探俞北平的底。?同時，鄭翊還打電話給吳昆才，要求他全天監控俞北平，而俞北平見吳昆才打了很久的電話，不由得起了疑心。這時，警備司令部正好派人送徐丹妮到俞北平住所……
鄭翊驅車趕往清城調查俞北平，徐文正在窗口目送她離開。隨后，他跟田昱商討約翰案一事，并表明黨國目前的首要之事便是讓比基尼計劃順利進行。
此時，在俞北平的清城住所里，徐詠儀讓徐丹妮向吳昆才等人道謝，但徐丹妮卻是一副毫不在乎的模樣，惹得徐詠儀很是生氣。隨后，俞北平送吳昆才等人離去。在回去的路上，吳昆才顯得憂心忡忡，鄭翊讓吳昆才對俞北平實施一級監控一事讓他大為苦惱。
與此同時，在俞北平處所，徐詠儀借口去泡茶，留下俞北平同徐丹妮單獨相處。俞北平借此機會勸誡徐丹妮做人要懂得靈活變通，并誠懇地向她道歉。徐丹妮經過俞北平的勸說，似乎有所感悟。
吳昆才為完成鄭翊交給他的任務，便找來清城調查局行動隊隊長張凱一同謀劃為俞北平及其家人舉辦接風宴的事，并趁他們離開住所之際，在其住所裝上竊聽器，以便監控其動靜。
俞北平到美方同安德烈會面。為了能更好地查明約翰案，安德烈向俞北平介紹聯絡員林莎。?林莎交給俞北平他們在現場找到的線索，并表示會協助他找出共黨特務。
由于之前俞北平表示拒絕參加接風宴，吳昆才在辦公室內正愁怎么說動俞北平參加接風宴，?張凱便議先把俞北平的家人請來，如此，俞北平便不得不來。吳昆才考慮一番后，采納了這個建議。?這時，俞北平正好到吳昆才辦公室，來查看特調局那五個人的檔案，張凱見此便先行離開。與此同時，張炳坤正在上廁所的途中突然在洗漱臺后發現了監控線路。
程忠義同林莎分析案情的詳細情況，表明特調局五人并無嫌疑，但林莎表示約翰少校行蹤只有特調局他們無人知曉，并表明自己定會查明真相。
俞北平在吳昆才盛情邀請下，只能赴了接風宴。在接風宴期間，特調局的各位高層都紛紛拍俞北平馬屁，而張凱則趁機帶人潛入俞北平住所，讓人裝上監聽設備。事情本如同吳昆才等人預想般進行得很順利，怎料張凱卻因馬虎將裝監聽設備的工具落在了俞北平住所，從而讓俞北平察覺到了不對勁。
俞北平回家后，蔣維民打電話來，告知俞北平約翰案一事是個針對局內高層的陰謀，并透露他同其他四人的住處都被一級監控。吳昆才通過監聽的這通電話，覺得近期這些事都是上層間彼此的內斗所致，感慨之余不由得為往后的日子擔憂。