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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。
铃木联系九菊说明佐藤正在逼问孟庆凡，九菊很看好佐藤，还将有用的消息交给她。留西耶夫的叛逃对孟庆凡的威胁很大，他的叛逃和夫人被绑架有关。谢庚杨要将留西耶夫的情况告诉孟庆凡，马小茴要求回去告诉孟庆凡，谢庚杨同意她回去，但要做一番准备。铃木去庆云楼取早点时遇上马小茴，马小茴跟着铃木回去后说自己是偷偷跑回来的，孟庆凡想去一趟上海见一下留西耶夫，他不相信他会轻易成为叛徒。
马小茴明白孟庆凡的意思，他将那把口琴留给她。佐藤向孟庆凡称留西耶夫已经归顺，孟庆凡愿意当面对质，佐藤决定带他去上海面见留西耶夫，佐藤找彭静雯要船去上海，彭静雯联系了军统，谢庚杨猜出佐藤的意图，他通知上海军统站准备接应，也通知了八办。孟庆凡对马小茴不太放心，他让她照顾好自己并切记要控制好愤怒。
彭静雯不想让孟庆凡离开，孟庆凡说是他自己要去的，谢庚杨也准备跟着过去，他猜测佐藤是坐船到马当后转飞机去上海。黄主任将孟庆凡去上海的情况汇报给上海地下党，王昌平再次向谢庚杨晓以利害，他们自己解决交通工具的事情。杨谷昌率军在前线英勇抗敌，码头的运输压力仍然很大。谢庚杨和李正宣来到上海，他们准备救出留西耶夫。
佐藤带着孟庆凡见到留西耶夫，留西耶夫认识佐藤，孟庆凡称已将计划全盘说给佐藤，留西耶夫坚持称不认识孟庆凡，孟庆凡将留西耶夫嘴里的毒牙从他嘴里拿出来，佐藤告诉他说妻儿已经在上海，他让他一定要配合。
佐藤对孟庆凡仍然十分怀疑，尽管他说出了毒牙的秘密，留西耶夫还没有被审讯，他们是一类人。留西耶夫急于见到家人，他想让孟庆凡死，还要见他，佐藤让山本带留西耶夫的妻儿和说出，山本想利用他产消灭上海的抵抗份子。孟庆凡在房间里看到了那台录音机，他拿起盘中的苹果吃起来，留西耶夫还不知道他是什么人。谢庚杨准备在押运留西耶夫的妻儿的路上劫车。