雷震(李卓霖 飾)和喬曼(王梓桐 飾)假扮成新婚夫妻趕到哈爾濱。雷震看著笑靨如花美艷動人的喬曼，非常享受他們扮成夫妻的感覺。他們入住到哈爾濱的地下聯絡客棧后，見到了哈爾濱的地下黨聯絡人，竟然是王紅云(章蘋 飾)。王紅云看到雷震也有久別重逢的激動。

此時哈爾濱日軍特務機關的機關長收到情報，稱八路軍地下黨已經趕到哈爾濱，準備破壞伊藤的毒氣試驗和銷毀試驗資料。他非常疑惑如此高度的機密八路軍是如何得知。他把目光投向了屋外正在喂鴿子的自己秘書幸子身上。他讓自己的副官吉野配合自己觀察一番。

機關長故意把一份標注機密的文件放在辦公桌上，然后他命令幸子幫自己收拾文件，而吉野則躲在門外觀察幸子的表現。幸子不知他們的試探，她在發現機密文件后稍作遲疑并沒有打開，而是裝作若無其事的樣子做著份內的事情。

此時電話響起，伊藤興奮激動地告訴機關長，自己的毒氣試驗已提前成功。機關長非常高興，決定在兩天后送伊藤回國，讓他將實驗結果上報經專家組論證后正式投入戰場使用。機關長馬上展開會議，下令讓特務機關一定要確保伊藤回國前這兩天的安全。幸子不動聲色地做著會議記錄。

幸子回到自己西城二十九號的住所后，馬上讓自己的助手曉燕發報，把伊藤試驗成功和兩日后回國的重要情報告知地下黨。曉燕馬上通知了王紅云。誰知此時機關長吉野正帶著偵查車在幸子住所附近甄別異常電臺信號。

原來他們雖然發現幸子沒有偷看機密文件，但在機關長開會宣布伊藤毒氣試驗成功時，與會所有人都歡呼雀躍，唯獨幸子不動聲色。她的表現過于異常。所以，機關長命令吉野檢測幸子住處附近的有沒有電臺信號。吉野檢測到信號后馬上向機關長匯報，誰知他出去見伊藤了。吉野只好次日匯報。

次日副官看到幸子的表情有些古怪，幸子意識到機關長極有可能對自己生疑。果然，她準備外出時卻被門口守衛阻攔。她馬上手寫一封情報后綁在信鴿身上放飛了鴿子。接著她就被日軍包圍，機關長一槍擊中她的腿部。幸子知道行跡暴露，她服毒自荊而此時機關長派出的突襲幸子家的日軍也從她家里搜出了電臺。

然而王紅云等人對發生的變故一無所知。王紅云把收到的情報告訴雷震和喬曼，她告訴他們情況有變。現在雷震只有兩天的行動時間。雷震決定代替王紅云去聯絡幸子。雷震只身到了西城二十九號，他敲門時門卻自己開了。