共35集
大型谍战悬疑戏《刺蝶》讲述了一位潜伏很深的日本女人为了效忠国家而残害中共地下党的故事。留学日本的舞台剧演员袁天杰在日本的妻子神秘失踪。袁天杰回国寻妻却被军统训练成为特工，他和潜伏在军统内部的共产党员舒秀一起接受了寻找日本特务 “千变美娘”的任务。大明星姚芊芊的身份扑朔迷离，似乎和神秘的“千变美娘”也有某种联系。通过侦查和分析，舒秀和袁天杰得知姚芊芊是被她的私人医生翁子安做了整形手术后潜伏下来的日本军官，她在上海暗杀多名优秀的爱国人士，舒秀带领袁天杰等人在中共党组织的领导下与之展开殊死搏斗，最终改头换面成姚芊芊的“千变美娘”原形毕露，她其实就是袁天杰苦苦寻找的日本妻子。最终，正义战胜邪恶。
姚芊芊来看望原冢，告诉原冢日本军方近期要有大的行动，我们有可能潜伏的身份要结束了，临走之前要给这个城市留下美好的“记忆”，要原冢做好制造各种混乱的准备。陈亦雄把查到的翁子安曾是日本著名外科整容教授中木的学生的调查材料交给林霄，舒、袁、林三人分析翁子安在日本特务机构的位置以及他与“千面媚谍”的关系，姚芊芊真实身份就更可疑，决定开展更深层的调查。袁天杰继续接近姚芊芊，把姚芊芊领到墓地，向姚求爱，目的试探她对婚姻的反应，看的出来姚芊芊也很动情，但她用“南国佳人”里的几句台词巧妙的回答了袁天杰。袁天杰向舒秀汇报向姚求爱的反应，分析姚芊芊用“南国佳人”的台词来回答袁天杰的求爱是什么暗示还是回避？林霄再次到翁氏医院调查，希望从蛛丝马迹中找到线索。经过翁子安精心的治疗，原冢的伤势很快好转，基本复原了，樱子让其和中岛研究重点项目的地理位置和环境条件，搞了几处爆破，爆炸带来社会的混乱，民众人心惶惶,谭站长也布置防范措施。樱子表扬原冢干的好，下面准备完成最终的爆炸和抢劫青浦金库，原冢和翁子安分头去做准备。