1945年，第二次世界大战结束后，日本帝国主义的野心被彻底摧毁。然而，中华民族仍然面临着巨大的困难。外敌撤退后，内战爆发。为了夺取战斗的主动权，国共两党除了正面交锋外，还相互派遣特工获取关键情报。在这个过程中，一位书生高志华（陆毅饰）化名孟向阳，成功潜入了军统局电讯处译电科。在这个岗位上，他结识了从海外归来的数学天才宫丽（刘涛饰），但宫丽对他的身份产生了怀疑。然而，随着他们之间的接触增多，宫丽逐渐消除了对他的敌意。与此同时，军统高层对孟向阳的身份进行了严密的调查，随着调查的深入，孟面临着越来越多的危险，而他在延安的恋人康晶晶则承担起了为他排除障碍的重任。在血与火的考验中，孟向阳成功将关键情报传递到了后方......