一九三五年，抗战全面爆发，国共之争陷入僵持，代号“蜂巢”的日本反共侵华机构派遣大量特务潜入上海，为全面侵华做足准备，企图进一步瓜分中国。眼下国民政府为巩固政治权力，也在上海这个列强割据、黑帮混战的地界建立青山军校，加紧对学员进行反共清剿的训练，同时防止各种势力蔓延。
校长蒲丛依靠青山军校编织一张庞大的情报网，立于信息战不败之地。学员顾盼、田桥洁皆为翘楚，二人互相竞争又是知心姐妹，顾盼与教官谭仲文秘密相恋，却不知田桥洁亦倾心谭仲文已久。
很快顾盼收到青山军校暗中指令，命其独自执行暗杀日本文化司司长神谷浩二的任务。日本行动队副队长罗星明和队长龙智捷奉命保护其安全，日本领事馆武官松本健太更是亲自前往车站迎接。
期间罗星明注意到顾盼背着大提琴走在街上，心里生出一丝疑虑。反观顾盼埋伏在火车站对面的宾馆房间，拿出狙击枪瞄准目标人物准备射击。由于神谷浩二被全程保护，顾盼藏身房顶开枪将其击毙，然后销毁证据逃离现场，待罗星明赶来已是人去楼空。
顾盼乔装男装混入人群，仍是被罗星明一眼发现，立刻朝她开了一枪，不偏不倚打中腹部。情急之下，顾盼跑到秘密地点浆洗店与接头人碰面，没想到接头人竟要将他灭口，幸好顾盼有所察觉，一番激烈打斗后，终将对方杀死。
因顾盼负伤在身，行动不便，抢了一辆汽车就要离开，结果又碰见罗星明，为此展开疯狂角逐。同一时间里，国民政府军事委员会第二厅厅长张华贵紧急开会，针对神谷浩二遇害事件进行讨论。侍从室主任王盛乡转达日方追究到底的意思，首先将矛头指向青山军校，蒲丛面对质疑，承认青山军校存在疏忽失察，其他人觉得这件事极有可能是共党所为。
事实上，数日前日本侵略者已制定计划，意欲实施破坏中国的经济。日共党员神谷浩二来华是为将情报转交共党，奈何遭遇暗杀，以至于情报内容石沉大海。上海地下党组织负责人崔文生迅速上报，请示起用代号变色龙，实为爱国人士的罗星明受命潜伏蜂巢组织，寻找顾盼之余查明情报内容。
反观顾盼完成任务后沦为弃子，以龙智捷、罗星明为首的行动队对她展开追杀。蒲丛将顾盼冠以叛国罪之名，彻底将她推向不可翻身的死地，甚至派遣田桥洁执行杀死顾盼的任务。顾盼难以置信，还未等田桥洁扣动扳机，龙智捷和罗星明带领日本使馆武官队出现，田桥洁因爆炸身亡，顾盼重伤逃生。
如今青山军校也在清查顾盼的物品，谭仲文无力阻止，急忙去找蒲丛获悉顾盼行踪。当晚顾盼躲在胡同里，本以为能躲过一劫，却还是被罗星明发现，只好开车冲了出去。趁着罗星明自顾不暇之时，谭仲文及时救走顾盼，把她带回自己家里。
尽管罗星明没有查出情报内容，但是他得到神谷浩二交给自己的手表，拆开表没有发现异常，倒是表盘纹路复杂且奇怪，像是某种图案。顾盼梦见田桥洁追杀自己，惊醒后向谭仲文道出来龙去脉，谭仲文闻言若有所思。
现在还无法确定幕后主谋的真正动机，谭仲文准备送顾盼去哈尔滨的秘密据点避风头，结果两人的行踪都被人监视。龙智捷收到消息带着罗星明赶往码头，注意到一位戴着口罩的女保洁员，顾盼趁机跑了出去，正当她要靠近谭仲文的汽车，岂料汽车爆炸，谭仲文葬身火海，令她悲痛欲绝。转眼过去十天，各方势力仍是没有找到顾盼，蒲丛查过机要室档案，根本没有人发出这个刺杀命令。
