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1949 年，国民党拟定了一份“秘杀名单”，上面开列了有起义倾向国民党军高级军官，及国统区的爱国民主人士数十人。共产党中央命令潜伏在国民党国防部的地下党员沈剑秋搞到名单，以保护这批人士。国防部保密局上海中心局局长严敬尧、副局长方汝州、保密局女特工叶梦馨、委员长侍从室特工林怡等人为“秘杀行动”和“秘杀名单”各怀心事。叶梦馨从小被沈剑秋的母亲收养，她深爱沈剑秋；而沈剑秋爱的是女军医夏冰；林怡所爱的画家陶公亮是国民党桂系安插在中共上海地下党内部的卧底，而陶公亮的恋人是沈剑秋的小妹沈若兰。这份“名单”藏在国民党保密局深处，中共、保密局中有意投共的人员、青帮三家盯着，经过惊心动魄的激烈争夺战，最终，“名单”上的大多数人得到了及时的保护。
在极为紧张的时间里，沈剑秋和老丁头从严敬尧的保险柜里，拿到了秘杀名单，但老丁头同时也发现了陶公亮的一张照片在保险柜里。为了沈剑秋能够安全地带着秘杀名单离开保密局，老丁头毅然甩开了沈剑秋的手，挺身阻击已经冲进来的保密局特工……
陶公亮锉断了夹道顶端铁门上的大锁，与沈剑秋一起跑出了保密局的虎穴，而老丁头却被蒋恭绰手枪里的子弹打中，从窗户上掉下来……严敬尧最终举枪冲老丁头的太阳穴，扣动了手枪的板机。
（此刻）在长沙的叶梦辛，已经化装成了农村妇女，将保密局行动组的成员，一点一点地带进了长沙驻军早有准备的一师师长滕世杰的住所外。同时，叶梦辛也在警惕着暗中的林怡。
叶梦辛与滕世杰商量好的行动正在展开：叶梦辛见五名士兵从暗影里冲了出来，立刻扔掉手中的绳子，顺着街巷跑去，这五个人握着手枪追了上来，叶梦辛一回手，啪啪地几声枪响，两名士兵栽倒在地，此时此刻的情景，藏在暗处窥视的林怡看到……而（这时）叶梦辛行动组的其他成员，已经踹开了滕世杰住所的院门冲了进去。在滕世杰住所的院子里，几名士兵中弹倒地，警卫钟天一和其他士兵手中的冲锋枪，向冲进院子里的特工们，愤怒地扫射着……
林怡在暗中看到了（此时）的情景后，悄然转身离去。两名中了叶梦辛子弹倒地的士兵，（这时）站起身来，笑着，掸着自己军衣上的血迹……
由于林怡亲眼目睹了叶梦辛“打死”了两名士兵，因而消弱了林怡对叶梦辛的怀疑。师长滕世杰面对着枪战后的一切，深深地沉思着……