武汉会战期间，为粉碎日军的阴谋，八路军配合正面战场的抗日行动，在山西组织牛头岭伏击战。特务连接受炸毁补给大桥的行动任务，排长李牧之带队乘夜潜入，经过敌情观察，带着爆破组的战士小心翼翼接近了大桥。几名战士躲过日军的汽车运输队，在众人的警戒下，将炸药顺利安放在了桥墩。日军控制的黎城外，八路军的山炮突然炸响，将城楼上的鬼子纷纷掀下城墙，八路军大部队开始了攻城。

野外，已经布置好爆破的李牧之带领全排战士隐蔽在草丛中，等待着最好的爆破时机。潞城的鬼子已经紧急出动增援黎城，八路军某团三营负责阻击。李牧之远远看见一队日军通过大桥，但是行迹上不象是增援的先头部队，而且听见前方的炮声立即掉头走了另一个方向，李牧之判断这支部队很可能是以前寻找的日军生化武器部队，他决定留下一个班等待爆破，带领其余队伍急行军赶到日军生化部队的前面，打一场小型的伏击战。

日军大部队过桥，爆破组炸毁了大桥，日军死伤惨重。与此同时，李牧之率领的队伍也到达了伏击地点，待日军车队逶迤行至山下，李牧之突然开火，日军抵挡不住，紧急向附近的镇上求援。此时大型的牛头岭伏击战已经打响，八路军在各个地点同时袭击日军。八路军指挥部发现敌军有异动，本该增援牛头岭的部队却扑向了另一个方向，团长认为这与李牧之袭击的那支日军小分队有关，随即做出了相应的兵力部署调整。

李牧之袭击的日军小分队无法抵挡，使用了化学武器，红绿色的烟雾弥漫了山谷。李牧之一边让部队往上风头躲避，一边与敌军交火，毒气弹随风飘散，形势发生了转变，恰在这里，团部派来的增援部队赶到，李牧之精神大振，带领部队向前冲锋，将鬼子团团围住。日军部队的长官见无法摆脱，抱着文件包拽响了手雷的引信。李牧之知道他守护的文件包很重要，让战士们把炸得到处都是的文件尽量搜集起来。这里的战地医院，收治了牛头岭伏击战上很多因为化学武器被致伤致残的战士，医生也是一筹莫展。

李牧之到了团部，团长责问他为什么擅自行动，李牧之解释一番，但团长还是让连长关了他的禁闭。李牧之随后问到那些文件的事情，团长说已经送到师情报处分析了，得知这批文件很有价值，李牧之算是暗松了一口气，自己的擅自行动总算没有白废。日军在上海的司令部内，田中大佐得知化武小分队被劫，脸色为之一变，他立即打电话给关东军，要求执行第二套方案。

八路军拿到只破解了一部分的文件，但也感事关重大。此时的田中大佐，正式向上海军司令透露了自己的秘密身份，司令有所恼怒，但田中大佐解释过后，他决定派遣特高课课长对风影计划进行协助。另一边，被关禁闭的李牧之迎来了一位重要的客人，师情报处长尚汉杰。

尚处长上来就叫出了李牧之的真名李梓牧，原来李牧之的底细上级早就知道。李梓牧是上海一位大亨李天霖之子，他的大哥是在伪政府供职的李梓杭。李梓牧连忙澄清自己和大哥的关系，尚处长摇头说相信他，而且此来的目的，是针对日军的风影计划有一项重要的任务要交给李梓牧。国军的一支特种兵部队正在冒雨进行急训，教官凌霜看上去是一个温柔贤淑的女人，但出手就将一个身强体壮的特种兵打趴在地，凌霜正在训话间，被传令兵紧急召往总部。

国军的会议上，有不少人对于中共提供的风影计划情报表示怀疑，但凌霜认为情报是可靠的，现在应当做的，是针对性地粉碎这个计划。处长认同凌霜的分析，但是驳回了凌霜去上海的请求，另派唐顺之去摸清情况。此时的李梓牧，和战友们依依惜别，接受了上级派他去上海调查风影计划的任务。

上海裕光化工厂。特高课课长栗原和田中大佐见了面，栗原猜测这里既是风影计划的中枢生产工厂，但田中却神秘的笑而不语。等两人进了生产车间，田中才告诉栗原，这里只是一个幌子，既然国共两党都知道了风影计划的存在，他要将这里布置成吸引国共注意的诱饵。国民党军统的唐言之正在执行一项暗杀计划，他来到上海大饭店的洗手间，装作不经意的将毒针刺入某汉奸手上，随后从容离开。

完成了暗杀任务的唐言之，接到了上级新的命令，让他放下手里的其它工作，全力对付日军风影计划。此时的李梓牧已经身在江船上，正赶往上海，不料此时他发现有人一直在暗中跟踪自己，遂回到房间引出了跟踪人，两人一番打斗，对方正确说出了李梓牧的名字和接头暗号，并且称自己是组织上派来保护他的，随后既与李梓牧告别离开。

上海日军司令部的栗原接到密报，军统上海站已经介入了风影计划的调查。不过这时的唐言之正为计划无法推进而发愁，所有的内线均不知道风影计划的存在，调查开展多天仍未立寸尺之功。栗原和田中得知情报后商议，仍然决定推行诱饵计划，将国共在内的特工一网打尽。下了江船的李梓牧，机智躲过警察的盘查，刚刚坐上黄包车就被几个小混混纠缠住，李梓牧小施身手将几个混混擒下，但没想到这些人都是伪警察，随后他也被带到了警察局接受审问。警察局里，几个人正要对李梓牧动刑，没想到队长进来一看，立刻给李梓牧赔上了笑脸，口中连称“二少爷”。其他人一见，也连忙一个个满脸堆笑。

李梓牧的哥哥李梓杭得到手下人汇报，说他弟弟露了面，心中大喜，连忙赶到警察局，此时的李梓牧正在折腾几个警察，一抬头看到了多年不见的亲哥哥。

见到了哥哥李梓杭，李梓牧故意摆出一副玩世不恭的少爷派头，要住在旅馆里，李梓杭不由分说把他带回了家。车门一打开，李梓牧先是看到了自己没见过面的嫂子，兄弟两个进了大堂，还没坐踏实就吵起了嘴，李梓杭隐忍不发，借着带李梓牧拜祭父母岔开了话题。两人拜了父母的香位，李梓牧又为琐事和李梓杭争了几句，兄弟两个被保姆方姨一起叫下去吃饭。

上海地下组织的接头人上官静云一直没有等到李梓牧，得知了李梓牧一天的行踪，暗怪他的鲁莽。特高课长栗原正在训斥手下的办事不力，对于伪政府官员被杀至今没有线索，这时有人来汇报李梓杭家里的弟弟从香港回来，栗原开始时没觉得不什么不妥，但据内线“绿萝”上报，李梓坑的弟弟李梓牧曾经失踪过一段时间，栗原还是感了兴趣，让人查清李梓牧的底细。田中大佐为了把戏演得逼真，正在来来回回地搬运化学品，想用诱饵引起国共两党的注意。李梓牧晚上想出去接头，但李梓杭告诉他四处都在宵禁，李梓牧只得作罢。

唐顺之正在部署下一步行动，他打算从绑架日军化学品供应商入手，争取从侧面打开风影计划的缺口。第二天李梓杭到了特高课，他打算委托栗原查一查李梓牧失踪的这段日子去了什么地方，不过他跟栗原说好，要是李梓牧有什么问题一定先通知他一声。

李梓牧在赶往接头地点静安医院的路上，下了黄包车买了一束花，忽然身后传来一阵密集的枪声，原来他恰巧赶上了军统唐言之绑架日本商人的行动，双方几轮枪战过后，军统明显不敌准备充分的日本人，唐言之见势不好开车拉上受伤的同伴沿街逃掉。日本宪兵已经远远追击过来，见到李梓牧正在买花，不由分说将他带走。田中大佐听闻军统失败的消息非常得意，这也是他布下的圈套之一。

李梓牧又被日军莫名其妙地带到了宪兵队，李梓杭只好打电话求人把他放了出来，又派了卫平用车接他回家，李梓牧一路上郁闷不已。裕光化工厂外，日军的瓦斯弹发生了泄露，大量的日军和周围百姓被毒气薰坏了眼睛，静安医院也收治了不少，上官静如看到这些病例，立刻联想到了日军的风影计划。军统的唐顺之也得到这个消息，他怀疑这仍是日军的圈套，决定以静制动地观察一段时间再说。

李梓牧回到家，李梓杭就接到了栗原的电话称李梓牧没什么问题，李梓杭就把提前准备好的证件给了李梓牧，李梓牧拿了证件转身就出门直奔静安医院，和人接头已经耽搁了两天，他心里比谁都急。但是此时的静安医院，所有的医生护士都被叫到大堂，日军指定调走六个人，这其中就包括接头人上官静云。

军统派人暗暗跟踪日军车队的动向，打算找到风影计划的线索，各路人马接替，发现最终车队开进了裕元化工厂，唐顺之打算进行勘察。李梓牧这一次总算安全到了静安医院，没有找到上官静云，却见到了以前认识的院长维斯，维斯告诉他上官被征调，李梓牧无法，只得去找李梓杭，李梓杭早把李梓牧之前伪造的经历摸得一清二楚，信以为真，认为弟弟是为了这个女人才回到上海，他要亲自去向日军把人要回来。

兄弟两个一起找到了上官静云。上官静云和李梓牧虽没见过面，但李梓牧说出了行动暗号，上官静云责怪李梓牧晚到了好几天，李梓牧解释了原因，但上官静云说李梓牧的这些做法不符合做地下工作的纪律。另一边，田中大佐感觉到军统的人盯上了裕元化工厂，判断他们可能今明两天动手，他早布置好了罗网，打算进行一场围猎。

李梓杭在车上听卫平说了上官静云和李梓牧看起来象恋人关系，松了一口气，觉得弟弟有了女朋友一定可以收点儿心，又让卫平去打听上官静云的情况。军统上海站得到了上峰务必捣毁裕元化工厂的命令，准备好在当晚行动，李梓牧和上官静云在馄饨摊上商量，上官静云说到人眼睛受伤是由催泪弹引起的，这引起了李梓牧的怀疑，他在山西接触到的是明明是杀人不眨眼的芥子毒气。二人均认为可能是个陷阱，晚上他们也要去裕元化工厂，希望能够通知军统上海站。

晚上，唐顺之站在高处观察化工厂地形，他打算留出一部分人手接应，一旁的杜平却拿出了上峰全力进攻的命令，解除了他的指挥权，带着全部人手从墙外翻入，秘密潜入车间安放炸药。而另一边的田中和栗原，一直暗中观察这一切，此时终于开始动手，化工厂的院内灯光雪亮，军统的人无处遁形，正当他们要展开拼命反击时，一枚枚毒气弹从四周扔进人群，军统参与行动的人员全部薰倒，被田中亲手一个一个格杀。远处楼上的唐顺之亲眼看到这一切，心急如焚却毫无办法。

随着田中得意的狞笑，化工厂被整体炸毁，军统上海站的人员损失惨重，田中的计划大获成功。李梓牧和上官在远处见到化工厂的火光，但不知道发生了什么，猜忌中也没什么结果。李梓杭不放心弟弟找的女朋友，决定再多调查一些上官的底细，打算请上官来家里做客。

李梓牧回到家里，对保姆方姨一直在等他觉得有些蹊跷。第二天的上官来到接头地点，汇报了化工厂的情况，并称怀疑军统中了日本人的圈套。另一边，李梓杭让李梓牧把上官请到家里，李梓牧只好点头答应。

李梓牧无法，只得去医院求上官静云和他大哥见面一起吃午饭，上官静云一开始并不同意，李梓牧说李梓杭作为物资供应处长，可能是他们目前找到风影计划线索的唯一可能，为了完成上级交给的任务，上官静云也只好配合李梓牧。田中大佐分析抗日分子很可能去炸毁的裕元化工厂查看，他打算用同一个诱饵再杀伤抗日力量，而且田中为了加快化学武器进度，决定再征用五处民用化工厂。

上官静云带上礼物去了李梓杭家，李梓杭两口子热情相待，李梓牧的嫂子又陪着上官静云参观了李梓牧的房间，上官静云这才知道李梓牧小时候练过武功，而且上了过德国军校。李梓杭对上官静云感觉不错，偷偷劝李梓牧先结婚，李梓牧自然不肯听。四个人一起吃中饭，饭没吃上几口，栗原和田中忽然前来拜访。

栗原和田中对李梓杭提出征调五家工厂作为仓库的要求，但李梓杭找理由拒绝了，栗原二人商议只好找川岛将军想办法进行协调，李梓杭不亢不卑的态度让田中也暗感佩服，但两人都对中国人不信任。李梓杭一家吃完了饭，李梓牧乘机进了李梓杭的书房打算找点儿有价值的线索，被大嫂打断，李梓牧只好佯装找到了一本书，随后带着上官静云离开。

上官静云意识到田中大佐来历不一般，但又猜想不出他到底是做什么的，两人商议向组织汇报这件事。而李梓杭到底得到了川岛将军下达的命令，工厂的征调工作不得不进行，李梓杭只好去档案室查找符合要求的工厂。上官静云这一边也得到了上级传来的消息，田中的底细摸清了，但没什么额外的发现。晚上，上官和李梓牧二人潜入了裕元化工厂。

两人乘着日军巡逻的间隙进到了车间，上官在采样本的时候不小心惊动了日军，李梓牧快速解决掉了两名日军，两人带上样本逃离。而恰在此时，军统的唐顺之也潜进了化工厂，他也是来采集样本的，虽然他不小心惊动了日军，但日军故意放跑了他，打算放长线钓大鱼。

上官静云连夜分析了采来的样本，按结果来看，她认为化工厂就是风影计划的一部分，但是从结果上李梓牧没有看到芥子毒气的成份，因此他仍怀疑化工厂是日军的诱饵。军统方面也得到了化验结果，唐顺之感觉化工厂一定是化学武器制造场所，因此向武汉求援，但此时的武汉已经发生了变化，上峰对唐顺之很不满，女教官凌霜正在赶来上海接替唐顺之。

地下党上级的消息传递给了上官静云，李梓牧的判断是正确的，化工厂的确是日军的诱饵。李梓牧第二天早上回绝了保姆方姨，把沾了化学品味道的衣服自己拿去洗。此时的李梓杭正面临着令他头疼的问题，准备征用的工厂没有一家同意的，而且纷纷指责李梓杭当初答应的条件是背信弃义，李梓杭也是被逼无奈，说如果自己不征用，就只能请日本人来谈，一众企业家看来只能干认吃这个哑巴亏。

唐顺之对于给他派来个顶头上司颇为不满，但也只能接受，他去火车站接来了凌霜，凌霜早看出他的不高兴，说同情他的遭遇，但让他必须听从自己的指挥。李梓牧又到了医院，他要求见一见上官静云的上级，上官只好同意晚上带他一起去。李梓杭找到了川岛将军，一番劝说，川岛同意了企业家们的意见，给他们发放自由通行证，并且对李梓杭大为满意。

李梓牧和上官一起去见了联络组的负责人许海峰，汇报下一步的打算。李梓牧仍想从李梓杭身上入手，争取从物资处档案室的紧缺物资中发现风影计划的端倪。李梓杭这时带着栗原和田中接收工厂，田中表示很满意，但李梓杭也更坐实了汉奸的骂名。唐顺之对凌霜依然不太服气，凌霜说如果唐顺之不配合就将他调回武汉，唐顺之只得妥协，此时凌霜才指出了唐顺之对化工厂的判断错误，而且说下一步的打算就是刺杀李梓杭，搞乱物资供应，借以发现风影计划的线索。

李梓杭心事重重地回到家时李梓牧正好要外出，李梓杭让他明天跟自己一同出席政府宴会，李梓牧爽快答应了，随后找到洗衣店的老板，将淘来的微型照相机等间谍用品带在了身边。栗原和田中接到武汉方面特务的秘电，得知有人到沪接替原来的军统，田中就此分析化工厂这个诱饵已经被识破，没有利用价值了。

中共联络组负责人许海峰晚上找到被征用工厂的孙老板，说他的特别通行证大有用处，想求他办一件事。此时的唐顺之和凌霜，正在谋划在明晚的晚宴上刺杀李梓杭，他们打算化妆成一对夫妻。李梓牧到医院把偷买来的间谍用品交给了上官静云，告诉她如果不出意外，明晚他将和上官一起去偷拍物资处档案。

打扮成夫妻的唐顺之和凌霜提前到了晚宴现场，仔细勘察了地形和撤退地点，只等晚上到来。田中大佐发现自己故意布置在杭州的线索无人理会，此时算定了化工厂是烟雾弹的消息已经暴露，他发现很可能问题出在化工厂的人员伤亡报告上，这份只有两名日军伤亡的报告泄露，一定才是导致抗日势力发现化工厂真正用意的原因。