故事始于1941年的上海。日军为彻底摧毁中国抵抗力量的情报网，由其精锐特工组织“梅机关”策划了名为“海狼”的绝密行动。我方地下组织“猎鹰小组”偶然截获相关线索，但因此暴露，遭遇重创。危急关头，青年党员、伪装成富商公子的方天翼临危受命，接过重任。他凭借过人胆识与智慧，成功打入日军经济稽查部门，以合法身份为掩护，开始默默追踪“海狼”的蛛丝马迹。
与此同时，军统方面也派出了王牌特工廖思成前往上海。起初，两方阵营因立场与任务不同，屡生摩擦与误。然而，在数次共同面对日伪围剿、目睹战友惨烈牺牲后，方天翼与廖思成逐渐认识到，在民族危亡的大义面前，个人的信仰分歧必须暂时搁置。他们建立起一种超越党派界限的艰难信任与默契合作。剧情在中段迎来高潮，我方冒死获取的情报显示，“海狼行动”的目标竟是日军即将对华中地区发动大规模细菌战的绝密计划。时间陡然紧迫。
在最后的较量中，上海滩波谲云诡。既有内部疑似出现叛徒的猜忌与排查，也有与日寇头目松本润一郎在舞会、码头、报社等公开场合的智勇周旋。方天翼的身份几近暴露，廖思成为传递关键信息壮烈牺牲。在付出了巨大代价后，方天翼最终锁定了隐藏极深的日方王牌间谍“影子”，并巧妙布局，不仅将整的细菌战计划传回后方，更成功引导盟军飞机精准摧毁了日军的秘密生化武器基地。
剧集尾声，“海狼行动”被彻底挫败，但胜利的曙光代价沉重。方天翼站在黄埔江边，凝望这座承载了数牺牲与斗争的城市，深知暗战未止，他将带着战友的遗志，继续潜入尽的黑暗，为光明而战。全剧在爱国主义的主线下，深刻描绘了特殊战线中人物的信仰、情感与牺牲，剧情环环相扣，悬念迭起。