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1938年6月，武汉会战爆发，抗战局势危急。军统特工谢庚杨自作主张，将长期秘密关押的中共特工孟庆凡“盗出”监狱并射杀江边，抛尸江中，顺水飘到日军阵地。孟庆凡身上携带着一份谢庚杨伪造的假情报，使日本人相信苏联人将会出兵中国东北，进攻武汉的步伐被迫放缓。由于准备仓促，谢庚杨的计划出错，日本特工佐藤坚信这是中国人的阴谋。他亲自到武汉验证情报真伪。死里逃生的孟庆凡从日本人的拷问中，得知了这份计划会对中共造成伤害。他冒死逃离日军营地，返回武汉进行阻止。“谎言计划”被提交到国共高层面前。 为了武汉抗战，国共决定携手完成“谎言计划”。为了弥补计划瑕疵，八路军女播音员马小茴被安排与孟庆凡假扮夫妻，两人接受日本人的考验。国共双方情报精英，与日本最精锐的特工人员，围绕着这份谎言计划，在武汉展开了一场搏斗。
马小茴十分害怕地躲在孟庆凡身后，孟庆凡上前争吵起来，佐藤向马连磬再三逼问，马连磬终始不承认，马小茴看着眼前的情况不承认认识他，她眼睁睁地看着佐藤将父亲杀害。谢庚杨让李正宣给黄主任打电话说马连磬为国捐躯，马小茴伤心欲绝，孟庆凡为了安慰她唱起了黄梁扁担的歌曲，他让她跟自己唱出来，那声音是在为马连磬送行，佐藤仍没有证据，他感觉自己有些冲动。
马小茴的情绪很激动，孟庆凡让大放声哭出来，这样才能骗过佐藤，只是要委屈她哭的时候不能喊爸爸。佐藤听到哭声来到马小茴房间，孟庆凡他称坚决不做没有尊严和犯人，他们决定绝食来证明。谢庚杨在陈菲面前大发感慨，他并没有敌视共产党，他们只有等待，每坚持一天都是胜利。杨谷昌的伤完全都好了，司令部恢复了七十九团番号，他带的都是新兵，杨谷昌告发了马当一战中的军需官。
马小茴和孟庆凡的绝食让佐藤紧张起来，孟庆凡绝食的目的是告诉佐藤他们不会低三下四地求人，他们要用尊重来抗议，同时可以消除他们的怀疑，马小茴要和孟庆凡一起战斗下去。二娃带着虎子想混入货仓时被码头帮的人发现，他向冯二求情，彭静雯也在身边，她让冯二放过他们。马小茴和孟庆凡已经三天没有吃饭，佐藤理解马小茴哭的原因，他担心是走漏了消息。
小井将那天铃木和马小茴出去的消息汇报给佐藤，佐藤看到铃木的字条，他认为她是被马小茴给骗了。孟庆凡扶马小茴站起来去窗前看风景，她看到马连磬的遗体仍在院内，马小茴认为他爸不是一个坚强的人，可不知道为何他会坚持要最后，马小茴心想只有坚持到最后才能战胜他们，屈服只能亡国。佐藤开门向孟庆凡说话，孟庆凡要求他道歉并以后不要在他们面前残杀中国人，佐藤只好答应了他们的条件。
1938年8月1日凌晨，苏日在伪满边境激战，张鼓峰战役爆发，岗村不想引起苏联人的注意，他命佐藤尽快回去，日军大本营已经相信黄雀计划的存在。谢庚杨在为孟庆凡和马小茴而担忧，佐藤收到电报后决定不走，他要面见九菊。马小茴将厕所里捡的报纸交给孟庆凡看，他们得知张鼓峰之战，孟庆凡决定让马小茴先走，她不想留他在这儿。孟庆凡将张鼓峰之事告诉佐藤，他让她放了马小茴，马小茴下车后去了八办，她到黄主任那里后急忙打电话过去称孟庆凡需要配合。