1937年中日戰(zhàn)局吃緊，國(guó)民政府撤離南京，遷都重慶。時(shí)任國(guó)防部二廳特偵處處長(zhǎng)的陸從駿(胡軍 飾)，被任命為國(guó)民政府最高機(jī)密破譯部門——“黑室”負(fù)責(zé)人。 陸從駿在“黑室”的創(chuàng)始人杜先生(馮恩鶴 飾)處了解到，“黑室”不可或缺的王牌人物陳家鵠(郭曉東 飾)依然安全且即將回國(guó)，同時(shí)，杜先生的機(jī)要秘書林蓉蓉(孫寧 飾)和陸從駿的搭檔孫立仁(高冬平 飾)也被派往“黑室”。陳家鵠師從于日本軍用密碼之父——炎武次二，帶著自己的日本妻子惠子(尹媗 飾)回重慶以圖報(bào)效祖國(guó)。李政時(shí)任兵器部人力處處長(zhǎng)，實(shí)際身份是重慶中共地下黨員，他的任務(wù)就是引領(lǐng)陳家鵠去往延安。陳家鵠剛一回國(guó)就遭到日本特工的刺殺，幸遇共產(chǎn)黨特工老錢(劉竹 飾)搭救。