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时为1948年冬，国共内战已经到了最后的白热化阶段，国民党兵败如山倒，中国共产党一统江山已成大势所趋。在即将落败之前，国民党政府企图将一批国宝虏至台湾，这个代号为“钟山一号”的任务最终落到了总统府外事秘书代薇的头上。代薇美艳高贵，被蒋介石称为“东方第一美人”，而她还有着极其复杂的身份。为了防止国宝流失，中共方面授意地下党成员“燕子”——国民党保密局南京站行动处少校陈丽红联合同志们阻止国民党的行动。在此期间，各方势力纷纷介入其中，神秘的杀手“螳螂”也令事态更加扑朔迷离，险象环生。所有人的爱恨情仇都与着纷纷乱世紧紧纠缠在了一起。
1941年北平，稻田清一叫代府管家郑西昌去偷元青花，他实在是不忍心去偷王爷的东西。吴同光将敏珠送了回去，她回到家后她爹要收拾东西离开，她爹发现了稻田清一是日本特高特特务，并叫她马上去重庆，蒋介石亲自安排了人来接他们。她爹将祖传下来的元青花交给她，并叫她带到重庆去，她爹说这是宝也是祸，躲在一旁的郑西昌偷听到了他们之间的对话。 日本人的军车拦住了去接敏珠全家的车，并将他们全部杀死，躲在胡同口的吴同光看到了这一幕，领头的正是稻田清一，他率人冲入代府，郑西昌将凤首执壶献给了稻田清一，稻田清一十年来没见过这个壶的踪迹，他还要将敏珠带走，等她爹娘反抗时都被稻田清一杀死。敏珠被带走，她家的房子也被烧了。 吴同光眼看着敏珠被日本人带走，他追过去的时候被开枪打倒在地。八年后的南京某军火库里发生了巨大的爆炸，1948年的南京保密局接到电话说是八哥回来了，要接收一份重要档案。总统府外事秘书代微从飞机上下来，南京站杜站长前去接她，她将资料交给了杜站长，并将仝馆长的灵柩交予他接收。 代微被蒋介石称为东方第一美人，她就是以前的敏珠，的车里想着吴同光的死她禁不住流下了眼泪。杜站长分析仝馆长的死和他掌握的国宝文物有关，杜站长从美国引进的电侦查车发现了共产党的地下电台，他想让南京所有的地下电台全部消失。 马天啸将带来的勃朗宁手枪送给陈丽红，杜站长派她去执行任务。陈丽红到枪决现场将三浦左哲带走，三浦左哲是日本文物犯人，原特高课课长，他还参加过南京大屠杀，夫人给代微发去消息让她杀死三浦左哲，绝不能让他活着离开南京。
代微将陈丽红打晕在地，三浦左哲没来得及出手就被代微杀死在房内。等陈丽红醒来后发现三浦左哲已死，但她也是无可奈何。杜站长知道三浦左哲死后将手下的人训斥一顿，陈丽红说三浦左哲的死因和仝泰的死一模一样，她还怀疑那人就是外事秘书代微。 稻田清一来到三浦左哲尸首前，他看到了他身上关于元青花的图案并用刀子将那块皮子取走。美国人知道了宋美龄的干女儿代微在南京，他们要拿到元青花后处理好后事。陈丽红根据回忆画出了那双眼睛，她断定那晚刺杀三浦左的就是代微。 陈丽红发现了三浦左哲手臂上被割走了皮子，美国大使馆对三浦左哲的死也只能表示遗憾。杜站长不明白稻田清一这些日本人想干些什么，陈丽红对他说要三浦左哲的全部资料，她怀疑晚上去三浦左哲身边割皮的人就是稻田清一。 轩品一的老板就是当年没死的吴同光，稻田清一在三浦左哲的皮子上发现了轩品一的字样，稻田清一让人注意这家店，还想把这家店盘下来。吴同光建议老沙起用秘密交通站，并尽快查清破获他们电台的原因。 宋美龄让代微把那批国宝运送到台湾，并让南京保密局的人配合她的行动。
四橡桥东面差三十秒发现他们的电台，徐万龙说信号离自己不到百米，他们在船上发报时发现了树林里有人，发报的人看到杜雷的快速反应队后打起了哆嗦，他们发现了船上的人并开炮将船击沉，但还是跑了一个人。陈丽红在回放着仝泰的说话，皮卡王的手下下午刚袭击了她，马啸天打算亲自送她回家。 陈丽红和地下党组织人员联系，她怀疑是代号为螳螂的人杀了三浦左哲。稻田清一给美国人斯文特打去电话，这让他不知道对方是谁，他们相约半个小时后在鸡鸣寺大殿门口相见。斯文特到后见到了稻田清一，当年三浦左哲是他的上级，因为三浦左哲想私吞而被稻田清一将元青花私藏。 稻田清一说他是为了天皇和日本而活，他不担心斯文特向中方告秘。杜雷回去的路上想起了当年和代薇一起说过的话，她亲自将他送到了他的车前。杜雷对陈丽红说要尽早撤到台湾，到时候她就知道一切了。代薇选择了陈丽红做她的随从，杜雷回去后让陈丽红负责代薇的安全，这次对钟山行动有很大帮助，他让陈丽红去订做旗袍和高跟鞋。 代薇对陈丽红的打岔很满意，她给陈丽红派出的第一个任务就是让她摸清楚一个陌生外国人的真实身份。经过测试代薇对陈丽红十分满意，陈丽红坐的黄包车被拦住，她拿出保密局的证件时被撕了，这两人中统局的，等她杀了两人后被中统局的其他人带走。 杜雷找到李道全要求放人，李道全说他在等上司的电话，杜雷带来了保密局的人都带着枪，李道全只好放人。
四橡桥东面差三十秒发现他们的电台，徐万龙说信号离自己不到百米，他们在船上发报时发现了树林里有人，发报的人看到杜雷的快速反应队后打起了哆嗦，他们发现了船上的人并开炮将船击沉，但还是跑了一个人。陈丽红在回放着仝泰的说话，皮卡王的手下下午刚袭击了她，马啸天打算亲自送她回家。 陈丽红和地下党组织人员联系，她怀疑是代号为螳螂的人杀了三浦左哲。稻田清一给美国人斯文特打去电话，这让他不知道对方是谁，他们相约半个小时后在鸡鸣寺大殿门口相见。斯文特到后见到了稻田清一，当年三浦左哲是他的上级，因为三浦左哲想私吞而被稻田清一将元青花私藏。 稻田清一说他是为了天皇和日本而活，他不担心斯文特向中方告秘。杜雷回去的路上想起了当年和代薇一起说过的话，她亲自将他送到了他的车前。杜雷对陈丽红说要尽早撤到台湾，到时候她就知道一切了。代薇选择了陈丽红做她的随从，杜雷回去后让陈丽红负责代薇的安全，这次对钟山行动有很大帮助，他让陈丽红去订做旗袍和高跟鞋。 代薇对陈丽红的打岔很满意，她给陈丽红派出的第一个任务就是让她摸清楚一个陌生外国人的真实身份。经过测试代薇对陈丽红十分满意，陈丽红坐的黄包车被拦住，她拿出保密局的证件时被撕了，这两人中统局的，等她杀了两人后被中统局的其他人带走。 杜雷找到李道全要求放人，李道全说他在等上司的电话，杜雷带来了保密局的人都带着枪，李道全只好放人。
钟山古刹中，陈丽红与老沙秘密接头，原来陈丽红就是中共安排在军统局的特工燕子，老沙是她单线联系的上级，老沙同意陈丽红关于 “螳螂”的推测，他告诉陈丽红，蒋介石准备将大批国宝押运台湾，要求陈丽红查出国宝藏匿地点。 代薇带着蒋总司令签署的“钟山一号”行动令，会见杜雷，指示行动由军统局南京站执行。杜雷既喜又惊。代薇挑中陈丽红做她的随从，使陈丽红对代薇的防范之心提到最高处。 陈丽红作为随从精心打扮出席了军统酒会，大家被陈丽红的美貌震惊，酒会后，陈丽红与老沙接头被中统特务发现，老沙被捕，南京黑道老大魏镇海出面将其救出。
军统再一次发现中共的电报信号，很快追踪到信号来源，杜雷派陈丽红带兵捣毁中共地下电台，陈丽红心急如焚，眼看士兵们包围了一辆三轮车，陈丽红欲举枪鸣示，三轮车突然爆炸。 三轮车炸飞，露出掀开的窨井盖，老沙、姜平安从地下水道逃跑。军统截获的电报显示中共已经知道了“钟山一号”行动，地下党特派员将秘密潜入南京，杜雷怀疑是南京站的人泄露了秘密。 陈丽红执行代薇的命令在绿牡丹舞厅杀死洋人乔特森，此事惊动了正在中央银行查点国宝的杜雷，杜雷要求彻底清除中央银行附近的可疑人物，负责监视中央银行的小赵被捕，在南京站的拷打下，小赵供出自己曾做过地下党一号“八哥”的联络员。
老沙前往地下党联络站，一品轩，店主吴同光是地下党南京市委的另一负责人，老沙通知吴同光与特派员张之轩在天都饭店的见面时间，当谈到代薇时，吴同光心潮迭起，代薇是他失散八年的爱人。 杜雷怀疑陈丽红是内奸，这让深爱陈丽红的马天啸十分震惊，他找到陈丽红，当面质问此事，两人意见不合，陈丽红生气离开，马天啸后悔不已。 吴同光乔装成国军上校混进戏院，望远镜里吴同光终于见到了日夜思念的爱人。
小赵认出吴同光就是“八哥”，宪兵包围了戏院，吴同光敏锐的察觉到危机，黑暗中放出空枪，马天啸扑了个空，吴同光早已离去。戏院的行动惊动了代薇，代薇无意中看到“八哥”的照片，照片上的人竟然是她已死的丈夫，八年前稻田清一毁掉了她的一切。 杜雷破译出截获的密码，得知地下党特派员明日将到达南京，军统局预先在张之轩即将入住的天都饭店不下天罗地网，为了考验陈丽红，代薇建议杜雷让陈丽红参加天都饭店的行动。 代薇暗中调查了南京所有的孤儿院，原来代薇回国的另一目的是寻找失散的女儿，吴同光没有死，更加坚定了她寻女的信念。
陈丽红发现代薇与斯文特秘密见面，对代薇的身份更加怀疑。“八哥”的逃跑，陈丽红的误解，让马天啸意志消沉，他喝得大醉，借着酒劲马天啸到陈丽红家道歉，两人讨论起“螳螂”，陈丽红说出自己对代薇的怀疑，马天啸许诺帮助调查。 马天啸托人调查代薇，却查不到代薇的任何资料。 地下党员谭静芳入住天都饭店保护张之轩，谭静芳意外发现杜雷安插在天都饭店的女特工。
杜雷把天都饭店行动看成重振南京站雄威的关键，为了确保天都饭店行动不被泄露出去，杜雷将所有人都关在南京站，代薇向马天啸了解“八哥”的情况，陈丽红趁机在马天啸的办公室偷阅“钟山一号”的档案，险些被杜雷发现。 谭静芳到乌龙潭向老沙汇报情况，谁知老沙提前出发去了天都饭店。谭静芳被埋伏的特务和小赵发现，小赵假意出卖谭静芳，将特务引导暗处，当着谭静芳的面杀死特务后小赵开枪自杀。
天都饭店行动正式开始，杜雷等人赶往天都饭店，陈丽红为代薇开车，汽车行驶在下坡路上，这时刹车竟然失灵。 不受控制的轿车冲向了人群，代薇、陈丽红先后跳车，杜雷、马天啸急忙赶上前，汽车爆炸，陈丽红昏迷了过去。 赶往天都饭店的吴同光、老沙看到冲向轿车的军统特工，心知情况有变，发出信号弹。谭静芳看到信号，打晕饭店里的女特工，和张之轩乔装离开天都饭店，接应的地下党将他们送到位于染坊的据点。
张之轩带来了党中央的指示，并密调留在海安一带的特别纵队来南京，展开“护宝行动”，不让国民政府将其转移到台湾，为此，组成了由张之轩、老沙和吴同光三人指挥小组。 天衣无缝的天都饭店计划失败，“南京站有内奸”军统局特勤组将杜雷，陈丽红押到军统局监狱接受调查，当主审官提到四五年上海庆祝抗战胜利的酒会时，陈丽红眼前出现了吴同光的身影，她跳车昏迷前看到的最后一个人。 酒会上，陈丽红、杜雷都与吴同光有过接触，陈丽红对主审官称自己是因为怀疑吴同光的共党身份与其接触的。杜雷却有苦难言，当时两人看上去很热络，实际上却是吴同光持枪抵着自己。
在监狱里，陈丽红回忆起往事。 陈丽红在军统受训时的辛苦，第一次执行任务时的不忍，几次接触吴同光，慢慢被吴同光的革命信仰和人格魅力所吸引，对吴同光暗生情愫，最终成为了地下党特工。 毛人凤以严重失职罪要处死杜雷，关键时刻，代薇出手救出杜雷、陈丽红，将还未痊愈的陈丽红送到医院。 特别纵队一伙人装成出丧队混进南京郊区，与姜平安接头，计划夜里从地下水道进入南京城区。
马天啸派特工小童到医院暗中保护陈丽红，一个乔装拙劣的“女人”引起了他的注意，陈丽红出院之际，“女人”拿出一支冲锋枪对准陈丽红。 小童为救陈丽红被男扮女装的杀手射死，陈丽红发现杀手为洋人所雇用，怀疑和乔特森的死有关。 此时的南京站里一片混乱，杜雷为了自保怀疑陈丽红就是内奸，训斥马天啸滥用私权;马天啸死了两名手下，怀疑代薇才是一切的主事人;代薇、陈丽红玩起心理战，想揪出对方的真实身份。
姜平安等人在地下水道遇到提前巡逻的军官，姜平安扮作流浪汉将军官蒙骗过去，却不知被一个乞丐盯上，乞丐跟踪到染坊，第二天将消息卖给了斯文特。 陈丽红、马天啸到玄武湖悼念小翟、小童，感叹乱世的无情，马天啸对陈丽红说怀疑代薇就是“钟山一号”的真正负责人，并把运宝计划全盘告诉陈丽红。陈丽红经过分析，得出空运可能是最终的运宝路线，将情报秘密递到老沙手中。 一个古董商想要租下一品轩，吴同光惊讶的发现古董商竟是代薇家的总管郑其昌。 稻田清一与斯文特在古刹中谈判，无意被陪陈丽红上香的马天啸发现。
马天啸急忙通知杜雷。日本战败后许多珍宝来不及运出中国，杜雷料到日本人不会善罢甘休，派马天啸到被称为远东情报交易市场的“雷西”酒吧，收集线索。 吴同光等人分析“钟山一号”的计划书，看出整个计划就是一个烟雾，代薇才是负责人，吴同光提出策反代薇，遭到张之轩的反对，原来中央早已怀疑代薇是杀手“螳螂”。 为了保护陈丽红的身份，组织并没有马上接触情报中提出的路线负责人，而是安排谭静芳化装成学生接触中央银行的建筑设计师方兴中教授。
代薇多次打探吴同光的消息，陈丽红怀疑代薇和吴同光早就认识，代薇应斯文特邀约前往“雷西”酒吧，陈丽红跟踪进了酒吧，发现代薇和斯文特在包厢见面，对代薇的身份更是怀疑，她悄悄躲进了隔壁包厢。 美国政府也盯上了这批国宝，斯文特多次联系代薇正是想与她合作将国宝运到美国，斯文特把中共武装已潜入南京的消息送给代薇，一方面为了表现合作的诚意，另一方面也展示出美方在南京的实力。
斯文特的同伙秃子发现陈丽红，对陈丽红施暴，被马天啸救下，代薇开车送陈丽红到医院处理伤口。在医院的小花园里，代薇主动与陈丽红谈心，两人谈到“螳螂”、谈到南京站的内奸、谈到吴同光，代薇貌似无意的提起斯文特的情报，暗中观察陈丽红的反应。 马天啸等人伪装成劫匪，绑架斯文特，也得到了中共武装的情报。杜雷得知后立即下令搜查南京城的每个染坊。 天都饭店行动失败，陈丽红心里清楚自己已被怀疑，所以在得到中共地下武装潜入南京的情报后特别谨慎，再三权衡后，她还是给姜平安留下“染坊病了”的口信。
警察局在玄武湖发现乞丐的尸体，认出是专向外国人卖情报的“水耗子”，通知南京站，杜雷由此锁定玄武湖附近的三家染坊，马天啸扮成收垃圾的暗中调查。 代薇得到情报却没有通知杜雷，引起杜雷的怀疑，杜雷想要套代薇的话，代薇佯称身体不适，要陈丽红送她去医院。 老沙发现染坊附近出现了许多陌生人，吴同光建议特别纵队马上转移，张之轩不以为意，只是催促护宝行动应尽快展开。 马天啸确定了染坊位置，老谋深算的杜雷下令提前行动时间。
陈丽红趁代薇在医院睡着了，急忙前往染坊，看到马天啸和染坊的人扭打在一起，陈丽红对空中开了一枪，为此被杜雷关押。 老沙没能及时得到陈丽红的口信，当他赶回染坊时，大批特务正要冲进染坊，为了掩护特别纵队先行撤退，老沙被马天啸抓住。 吴同光利用魏镇海和汤盛的私交秘密策反汤盛和汤为国。汤盛正是“陆路运宝”的负责人，汤为国是“空路运宝”的负责人。 特别纵队安全转移到魏公馆的地下暗道里，南京黑社会老大魏镇海早已是我地下党员。
