共32集
马云飞和高寒婚礼的当天，来了一个不速之客——“五号特工组”的老朋友老于。老于恳请他们再次出山，执行一项特别任务：追查盗窃美国核武器资料的双料间谍吉川猛夫。 为此，高寒跟随欧阳剑平和李智博赶赴云南接受任务，马云飞和何坚也被迫出山，“五号特工组”再次集结。同时，日本人也派出了自己的杀手锏，酒井朝香——她是酒井美惠子的亲妹妹，一个毒辣凶狠的高级女间谍。宿敌相遇，从滇缅到华北，从大后方到最前线，五号特工组和以酒井朝香为首的日特展开了纵横千里的较量，一次次火中取栗，化险为夷，为抗战立下了卓著功勋，酒井朝香最终重蹈了酒井美惠子的覆辙，倒在了“五号”的枪口之下。
1937年2月，纳粹德国在希特勒的批准下，启动“铀计划”，即大规模杀伤性武器，原子弹的研制工作。整个计划在实验初期，进展非常顺利，但最终，由于制造反应堆的石墨纯度难以达标而受阻。
几年后，美国利用从德国出逃的科学家，正式启动“曼哈顿计划”，迅速掌握了石墨的提纯技术，使原子弹的研究工作，获得巨大进展。
中国西南地区，蕴藏着丰富的石墨资源，昆明“史迪威训练基地”，成为美军研制及生产高纯度石墨的重要地点。
同一时间，日军在德国的授意下，开始派遣大量间谍，渗透到中国昆明，试图窃取石墨提纯的重要技术。
1943年。昆明美军史迪威基地，日本间谍吉川猛夫窃取到制造原子弹的重要石墨资料后，逃跑至美军俱乐部。基地军官魏明磊带兵追赶，吉川被打伤后逃走。
重庆政府得知资料被盗事件后震怒，军统接受命令，老于找到五特人员，请求帮忙，马云飞和何坚不愿帮忙，但大姐欧阳、高寒和李智博还是答应了老于，赶往昆明。
同一时间，日特组织也得悉吉川成功窃取资料，并且得知吉川已经有了二心，准备偷偷将情报卖给德国人，所以日特准备找到吉川后，杀掉他，将情报送回本土。