1941年，上海冬天的清晨，街道被濃濃的霧氣所籠罩，街上時不時地傳來清掃街道的聲音，肖正國正和兩個手下在電影院里等待著交接時間，為了不在上海留下痕跡，肖正國沒有選擇住旅館，而是在電影院過了一個通宵。離交接時間還有半小時，肖正國三人提前十五分鐘到達了交接地點，他的心里卻升起一股不祥的預感，肖正國讓周海潮去貨倉北邊接應颶風隊的人，自己則和江元寶兩人觀察地形，為及時撤退做準備，殊不知，有一支槍口已經悄悄對準了他。
周海潮正和颶風隊的人接應上，埋伏的敵人開了槍，肖正國受傷，趕緊大聲提醒讓同伴們逃跑，可江元寶還是被敵人給包圍了。周海潮和肖正國拼命地逃跑，兩人卻在濃霧里走散，身后的敵人緊追不舍，周海潮回到電影院，發現了受傷的肖正國，出人意料的是，周海潮卻朝著肖正國開了一槍。
一路追著他們的日本人也趕到電影院，領頭的人見肖正國倒在地上，趕緊叫人把他送進醫院，可惜肖正國已經身亡。尚公館內，特務科科長荒木惟聽手下匯報，肖正國來到上海的目的是為了通知颶風隊啟動刺殺楠木少將的計劃，還將啟動一名代號叫雄獅的臥底，而他們還不清楚雄獅的具體身份。荒木惟來到審訊室審問江元寶，江元寶最終沒有忍受住酷刑。
上海街道上，陳山正和兩個兄弟蹲在路邊，正打算在米高梅夜總會賺上一筆。幾人進去后，荒木惟也帶著手下進入了夜總會。陳山告訴兩人，錦繡布莊的上門女婿和一個舞女相好，偷了布莊二十根金條打算和舞女私奔，只要幾人拿回金條，就有兩根金條的報酬。另一邊，荒木惟與麻田和橫山見面，麻田對荒木惟頗有微詞，幾句話之后，麻田介紹上海交際花唐曼晴給荒木惟認識，唐曼晴和幾人的交談正好被陳山看見。
就在這時，陳山幾人也等到了自己的目標黃鶯，黃鶯拿到了一個包，正想回房間，就被唐曼晴叫去和麻田見面，黃鶯也只好把包交給別人，陳山見狀，趕緊跟了上去。荒木惟見到陳山的長相，十分詫異他和肖正國長得十分相像。陳山正在化妝間里撬黃鶯柜子里的鎖，黃鶯卻已經從酒局里抽身，陳山的兄弟皮鞋趕緊給陳山提醒，陳山來不及出去，只好躲了起來。
黃鶯一進門，就被橫山攔住，橫山借著酒勁想對黃鶯動手動腳，陳山卻看不下去，對橫山大打出手，兩人扭打中，橫山的槍走了火，在樓下聽到槍聲的日本人趕緊上樓查看情況，陳山被幾人控制住。
陳山在麻田面前想耍小聰明保住性命，麻田本不吃他這一套，唐曼晴開了口，希望麻田把陳山交給自己處置，麻田正想答應，荒木惟卻開口阻攔，看出陳山是早就在房間里埋伏著，在荒木惟和唐曼晴的質問下，陳山只好實話實話。荒木惟聽了陳山的一番推理，對他頗有興趣，又詢問陳山是否找到了金條，陳山在生死危機下找到了金條，正在高興自己死里逃生時，就被荒木惟打暈過去。荒木惟吩咐手下千田英子查清楚陳山的底細，陳山有一兄一妹，哥哥陳河下落不明，妹妹陳夏是一個盲人，陳山父親因為工傷癱瘓，陳山則是靠捉J討債為生。
千田英子來到陳山的家，找到陳夏，把陳夏騙去了尚公館，陳夏雖然是個盲人，卻能分辨出千田英子帶來的人是男是女，這讓千田英子有些驚訝。陳山從昏迷中醒來，趁看守的兩人不注意，解開了鎖鏈，慌不擇路的陳山逃進了一間倉庫，卻被人把房間封死了，陳山利用電燈炸開了木門，再次落荒而逃。
以為自己安全了的陳山卻接到了荒木惟的電話，陳山不解荒木惟為什么會知道自己會接電話，荒木惟卻說這不重要，他們之間，新的游戲又要開始了。
陳山質問荒木惟究竟要做什么，荒木惟卻不慌不忙地告訴陳山，如果他還想見到陳夏，就趕緊到尚公館來，并告訴陳山，他只有半個小時的時間。陳山得知陳夏被荒木惟的手下帶走后，心急如焚，一路狂奔趕去尚公館，因為急于趕路，陳山還差點被一輛車撞到。
陳山一路趕到尚公館，一進門就看見荒木惟拿槍正指著陳夏，荒木惟支走陳夏，留下陳山，荒木惟拿槍指著陳山，突然開始詢問陳山剛剛路上那輛差點撞到他的車，車牌號是多少，路上的雜貨鋪叫什么名字，陳山答對了荒木惟的前兩個問題，卻沒能答對最后一個問題，正在陳山猜測著荒木惟打算轟炸重慶的時候，荒木惟突然往陳山的脖子上開了一槍，又迅速讓醫生搶救陳山。
陳山醒來后，意識到自己對荒木惟有利用價值，但是不明白荒木惟到底想做什么，不明白荒木惟為什么選擇自己。荒木惟告訴陳山，因為陳山和肖正國長得很像，如果想要陳夏平安無事，陳山就必須變成肖正國。
陳山覺得這是一個不可能完成的任務，千田英子告訴陳山，肖正國是一個孤兒，在和妻子余小晚第一次見面后，就奉余父余順年的命令和其結婚，婚后第二天就去了戰場，在國民革命軍第八十八師服役后，兩人就再也沒有見面，在重慶擔任第二處偵防科科長后就去了上海，還死在了上海，所以在重慶第二處，除了一個叫李伯鈞的昔日戰友，幾乎沒有人熟悉肖正國。陳山卻聽不進這些信息，只求荒木惟放過陳夏。
荒木惟則開始對陳山進行特訓，讓他記住關于肖正國的一切，記住認識肖正國的所有人的身份信息，因為肖正國是左撇子，陳山還要把自己的慣用手改為左手，除此之外，陳山還要學習摩斯電碼，交誼舞等等課程，荒木惟要讓陳山十足十地模仿肖正國，讓陳山徹底成為肖正國。在一次格斗術的測試中，陳山將五個日本士兵打倒在地后，荒木惟狂笑著，又叫了五個人來和陳山對打，體力不支的陳山絕望地奪了一支槍，打死了一名日本兵，荒木惟不怒反喜，稱贊陳山終于學會了殺人，但第一次殺人的陳山卻無法承受心理壓力。
為了檢驗陳山的訓練成果，荒木惟特意叫來了江元寶和陳山見面。江元寶見到陳山，下意識地以為陳山就是肖正國，雖然懷疑陳山的聲音變化，陳山則解釋是因為脖子上的槍傷損傷了聲帶。江元寶沒有認出陳山，荒木惟卻叮囑陳山不能大意，到了重慶，陳山根本沒有犯錯的機會，他要求陳山拿到絕密的兵工廠分布圖。
江元寶交代的情報里提到，陳山所頂替的肖正國需要單線聯系一名潛伏在特務科代號名為雄獅的臥底，而現在卻沒有人知道雄獅的真實身份，只有讓陳山去和雄獅接頭，啟動計劃，才能讓雄獅暴露身份，這次接頭，也是對陳山的一次考驗，只要陳山通過了這次考驗，就可以去重慶執行任務，如果陳山露陷，那么陳夏和雄獅，都會落在荒木惟的手里。
陳山來到接頭的咖啡館里，準備和雄獅接頭，荒木惟則在對面的樓上埋伏著。陳山和雄獅接頭后，坐在荒木惟安裝好竊聽器的桌子上。出乎荒木惟意料的是，雄獅竟然和肖正國認識，在兩人交談時，千田英子已經開始著手調查雄獅的底細。
肖正國開始給雄獅布置刺殺任務，告訴雄獅明年驚蟄前楠木會來到上海，讓雄獅調查楠木將軍屆時的出行計劃和詳細地址，再將情報秘密傳回重慶，雄獅聽完任務，有所期待地想讓肖正國回答上次兩人離別時，雄獅問肖正國的問題，陳山想借口離開，雄獅一再追問，陳山重新鎮定下來，對雄獅一番勸慰，雄獅卻懷疑起肖正國的身份，以前的肖正國絕對不會對自己這么溫柔。陳山趕緊解釋，雄獅沒有繼續質問陳山，轉而說起當初肖正國給自己買過煙，并提出想讓陳山再給自己買一包，荒木惟擔心陳山無法過關，吩咐手下只要陳山一旦露餡，就將雄獅逮捕。
沒想到陳山猜對了香煙的牌子，雖然陳山順利過關，但是荒木惟卻對陳山不滿意，以陳山今天的表現，差一點就暴露了。荒木惟安排陳山第二天就去重慶，陳山要求臨走前去見一眼自己的父親，荒木惟卻拒絕讓陳山見他的任何一個故人，陳山則鬧了脾氣，不見父親就不去重慶，荒木惟同意讓陳山回去見父親一面。但是陳山只能遠遠地看著自己的父親，不能上前看望。陳山正和千田英子回去的路上，被一個叫劉芬芳的人叫住，正和陳山糾纏時，千田英子把劉芬芳打倒在地，開槍嚇唬他，陳山趁機讓劉芬芳在明年驚蟄前送信。
陳山的兩個兄弟菜刀和皮鞋見陳山下落不明，有些擔心陳山，兩人則替陳山照顧陳山的父親。陳山臨去重慶前，荒木惟提醒陳山，他最大的敵人就是肖正國的妻子余小晚，只要陳山稍不注意，就有可能會被余小晚識破身份。
荒木惟叮囑陳山，到達重慶后，在上午十點之前，就要找到在老巴黎理發店的裘師傅接受第一個任務，如果陳山沒有按時找到裘師傅，荒木惟就要對陳夏下手，讓陳夏失去手指。陳山正想著荒木惟的話，準備動手，就被第二處的沈平安叫住，沈平安接上陳山，要陳山去和費副處長回合。
沈平安沒有把陳山帶回第二處，而是帶他來到一個偏僻的倉庫，費副處長沒有出現，反而是審訊科的魏長銘在等候陳山，幾人扭打起來，陳山寡不敵眾，被綁在了椅子上。肖正國消失了三個月，現在卻突然出現在重慶，這讓魏長銘不得不懷疑肖正國的身份，是否背叛了國家。魏長銘質問陳山是怎么從日本人手里逃脫出來的，陳山按照荒木惟給自己的資料向魏長銘解釋，魏長銘卻不相信陳山，正當魏長銘準備擊斃陳山時，陳山趁其不備，將魏長銘打倒在地，搶了汽車就直奔老巴黎理發店。陳山找到裘師傅時，才發現，裘師傅竟然就是荒木惟。見到荒木惟，陳山才意識到根本不是第二處的人在懷疑自己，剛剛的一切都是荒木惟為了考驗自己而設計好的。
陳山終于來到了軍統第二處，一進門，就被李伯鈞叫住，李伯鈞對陳山的出現十分詫異，陳山的舉動和肖正國有所差異，這讓李伯鈞對陳山起了疑心，陳山隨機應變，迅速結束了和李伯鈞的對話，可就是這一次短短的交會，李伯鈞在心里種下了懷疑的種子。
陳山在軍統第二處的出現，讓所有人都驚訝無比，陳山來到費正鵬的辦公室報到，費正鵬正好不在，陳山趁機對費正鵬的辦公室一番觀察。就在這時，費正鵬回到辦公室，激動地抱住了陳山，還讓陳山給余小晚打電話報個平安。兩人一番攀談后，費正鵬叮囑陳山去找關永山報道，并讓他主動提出接受防諜科的問話，費正鵬對肖正國頗為關心。
小董告訴關永山肖正國回來了，關永山知道后，把任命周海潮為科長的調令給壓下了，本想找周海潮問問情況，誰知周海潮竟然請假了，這讓關永山對周海潮頗有不滿。關永山對肖正國也頗有懷疑，吩咐防諜科好好調查一下肖正國。費正鵬為了以防萬一，還是安排人去上海軍統暗中調查肖正國在上海脫身的經歷。
陳山出了軍統，開始在街上閑逛，他要迅速地熟悉重慶街頭的道路，讓肖正國的身份更加真實。走了一圈后，陳山來到寬仁醫院找余小晚，余小晚正在搶救病人，看見陳山后，只顧得上大叫一聲讓陳山等著自己。陳山出了醫院，想吃點東西，卻發現寬仁醫院的門口有些不對勁，沒過多久，醫院門口就響起了槍聲，幾個第二處的人正在追捕一個女人。陳山好奇地跟了上去，卻發現那個神秘女人輕松地逃脫了追捕。
周海潮來到寬仁醫院來接余小晚去吃飯，等陳山回到醫院時，余小晚已經離開了。周海潮和余小晚在俱樂部里一邊跳舞一邊聊天，周海潮對余小晚頗有興趣，對余小晚各種甜言蜜語。周海潮看出余小晚心里根本沒有肖正國，便想讓余小晚改嫁給自己，余小晚似乎對周海潮沒什么興趣。另一邊，陳山已經撬開了余小晚家里的鎖，在屋里觀察著情況。
周海潮和余小晚醉醺醺地往余小晚家里走，到了門口時，周海潮正在和余小晚說著大話，陳山突然出現，周海潮見到陳山，醉意都去了七八分，周海潮看到陳山脖子上的槍傷，想起自己當初開的那一槍，趕緊向陳山解釋自己喝多了，讓陳山不要往心里去。
陳山回到家，余小晚提醒陳山不要忘記當初兩人定下的規矩，自己和肖正國只是明面上的夫妻。正在這時，余小晚的幾個牌友找上門來，余小晚將三人打發走，就準備睡覺，陳山正準備在余小晚床上坐下，卻被余小晚趕走，陳山揚言往后要滅了余小晚的火藥味，余小晚卻發現陳山的異常，以前的肖正國根本不會這么硬氣。陳山和余小晚的接觸，讓他意識到，要成為真正的肖正國，根本不可能。
周海潮為了討好關永山，給關永山送了邵友蘭親制的紫砂壺，關永山十分滿意。周海潮趁機問起自己的任命文書，關永山卻說既然肖正國回來了，那個職位就理應是肖正國的。陳山在找費正鵬的路上遇上了張離，兩人寒暄幾句，陳山發現張離的大衣上破了一個洞。肖正國回到辦公室，吩咐齊云自己要在吉祥飯店請同事們吃飯。他回想起那天遇到的神秘女人，他能夠肯定，張離就是那個神秘女人。
李伯鈞讓陳山小心周海潮，還說當時余順年告訴過肖正國怎么治住余小晚。陳山正愁不知道該怎么回答李伯鈞時，費正鵬的電話替他解了圍，但李伯鈞還是覺得有些奇怪。周海潮也覺得陳山所頂替的肖正國有問題，他猜想李伯鈞已經看出來了。
陳山回到家里，余小晚正和幾個朋友準備打牌，還使喚陳山殺魚削水果。張離則去廚房幫忙，張離對陳山也起了疑心。陳山送張離回去的路上，張離故意試探陳山，說以前肖正國都是叫自己離姐。