一九三五年，抗戰全面爆發，國共之爭陷入僵持，代號“蜂巢”的日本反共侵華機構派遣大量特務潛入上海，為全面侵華做足準備，企圖進一步瓜分中國。眼下國民政府為鞏固政治權力，也在上海這個列強割據、黑幫混戰的地界建立青山軍校，加緊對學員進行反共清剿的訓練，同時防止各種勢力蔓延。
校長蒲叢依靠青山軍校編織一張龐大的情報網，立于信息戰不敗之地。學員顧盼、田橋潔皆為翹楚，二人互相競爭又是知心姐妹，顧盼與教官譚仲文秘密相戀，卻不知田橋潔亦傾心譚仲文已久。
很快顧盼收到青山軍校暗中指令，命其獨自執行暗殺日本文化司司長神谷浩二的任務。日本行動隊副隊長羅星明和隊長龍智捷奉命保護其安全，日本領事館武官松本健太更是親自前往車站迎接。
期間羅星明注意到顧盼背著大提琴走在街上，心里生出一絲疑慮。反觀顧盼埋伏在火車站對面的賓館房間，拿出狙擊槍瞄準目標人物準備射擊。由于神谷浩二被全程保護，顧盼藏身房頂開槍將其擊斃，然后銷毀證據逃離現場，待羅星明趕來已是人去樓空。
顧盼喬裝男裝混入人群，仍是被羅星明一眼發現，立刻朝她開了一槍，不偏不倚打中腹部。情急之下，顧盼跑到秘密地點漿洗店與接頭人碰面，沒想到接頭人竟要將他滅口，幸好顧盼有所察覺，一番激烈打斗后，終將對方殺死。
因顧盼負傷在身，行動不便，搶了一輛汽車就要離開，結果又碰見羅星明，為此展開瘋狂角逐。同一時間里，國民政府軍事委員會第二廳廳長張華貴緊急開會，針對神谷浩二遇害事件進行討論。侍從室主任王盛鄉轉達日方追究到底的意思，首先將矛頭指向青山軍校，蒲叢面對質疑，承認青山軍校存在疏忽失察，其他人覺得這件事極有可能是共黨所為。
事實上，數日前日本侵略者已制定計劃，意欲實施破壞中國的經濟。日共黨員神谷浩二來華是為將情報轉交共黨，奈何遭遇暗殺，以至于情報內容石沉大海。上海地下黨組織負責人崔文生迅速上報，請示起用代號變色龍，實為愛國人士的羅星明受命潛伏蜂巢組織，尋找顧盼之余查明情報內容。
反觀顧盼完成任務后淪為棄子，以龍智捷、羅星明為首的行動隊對她展開追殺。蒲叢將顧盼冠以叛國罪之名，徹底將她推向不可翻身的死地，甚至派遣田橋潔執行殺死顧盼的任務。顧盼難以置信，還未等田橋潔扣動扳機，龍智捷和羅星明帶領日本使館武官隊出現，田橋潔因爆炸身亡，顧盼重傷逃生。
如今青山軍校也在清查顧盼的物品，譚仲文無力阻止，急忙去找蒲叢獲悉顧盼行蹤。當晚顧盼躲在胡同里，本以為能躲過一劫，卻還是被羅星明發現，只好開車沖了出去。趁著羅星明自顧不暇之時，譚仲文及時救走顧盼，把她帶回自己家里。
盡管羅星明沒有查出情報內容，但是他得到神谷浩二交給自己的手表，拆開表沒有發現異常，倒是表盤紋路復雜且奇怪，像是某種圖案。顧盼夢見田橋潔追殺自己，驚醒后向譚仲文道出來龍去脈，譚仲文聞言若有所思。
現在還無法確定幕后主謀的真正動機，譚仲文準備送顧盼去哈爾濱的秘密據點避風頭，結果兩人的行蹤都被人監視。龍智捷收到消息帶著羅星明趕往碼頭，注意到一位戴著口罩的女保潔員，顧盼趁機跑了出去，正當她要靠近譚仲文的汽車，豈料汽車爆炸，譚仲文葬身火海，令她悲痛欲絕。轉眼過去十天，各方勢力仍是沒有找到顧盼，蒲叢查過機要室檔案，根本沒有人發出這個刺殺命令。
