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1927年4.12事变至1932年1.28淞沪抗时期，上海滩小人物顾星为追求记者夏若宁，挤进了法租界巡捕房成为捕快，意图出人头地，俘获夏若宁的芳心，却意外卷入了上海反革命势力和日本间谍组织的案件中，他另辟蹊径巧破悬案，掩护共产党人祝学儒躲过迫害，而此时夏若宁却因他意外消失。彷徨之际顾星也被绑架，原来是国民党调查科误招其进行侦察培训，后被安插入东北军阀高层，在祝学儒义女唐不语的帮助下，他借力打力揭露日本分裂阴谋，促使东北军阀易帜，确保国家统一。而此时夏若宁却意外现身，顾星一番艰难求索，发现惊人秘密。最后在祝学儒，唐不语的影响下，顾星明确信仰，主动要求加入共产党，在 1.28上海保卫战中大显身手。
身负重伤、奄奄一息的鸽子终于撑到营地，临终前他从袜子里掏出拍有日本东方会议内容的胶卷，交给陈伯烛，告诫他日本特务的眼线遍布全中国，可能在酝酿对中国不利的阴谋。
陈伯烛告诉顾星，他在演习和实战中表现出色，但他还没取得自己的信任，共产党内鬼的事顾星至今没查出来。见顾星沉默不语，陈伯烛下令把陈悦泽带进来，他早就知道陈悦泽是共产党，顾星还包庇她，可见他们是同党。陈伯烛下令把顾星拉出去毙了。顾星情急之下说自己爱陈悦泽，所以选择不供出她。
一直在旁边配合的陈悦泽突然叫陈伯烛“爹”，求他别逼顾星了。顾星这才知道这一切全是考验。陈伯烛给顾星最后一次机会，他命人把顾星常喂的一只流浪狗小馒头抱进来，要顾星亲手杀了它。顾星没有下手，反而对陈伯烛说，如果自己尊重陈伯烛，就会成为全心全意服从他的手下，自己不愿做一个表面服从内心背叛的人。
顾星经受了陈伯烛的考验，终于毕业。
东北战事集结，北伐战争打响。沈孟余接到任务，去东北潜伏。顾星被授以国民党南京政府中尉军衔，隶属中央调查科。他将和陈悦泽以夫妻身份去东北，他的目标人物是东北军少帅刘兆恩，策反他归顺南京政府，听命蒋介石摩下。顾星这才明白陈伯烛选中他的原因是因为当时他救下的朋友刘承泽就是刘兆恩。
在和陈悦泽一起去东北的火车上，顾星看见唐不语，原来她也被派往东北。顾星在街上发现当年刺杀刘兆恩的杀手，跟踪发现杀手进入刘兆恩召开的记者发布会现场。顾星急着进入会场提醒少帅，却被刘兆恩的副官死命阻拦。
东北军吸食大烟致使战斗力减弱，刘兆恩宣布为整顿军队，大烟兵一律开除军籍。混入记者中的杀手举起伪装成相机的枪，瞄准少帅，这时听到外面一声枪响，原来顾星见形势危急，抢下哨兵的枪鸣枪警示。
杀手趁乱从会场逃出，顾星和在外面等候的陈悦泽紧紧尾随，在小巷中，顾星擒住杀手，逼问他的来历，谁知杀手被人从暗处一枪打中脑门灭了口。顾星从杀手身上搜出一枚龙牌。
顾星要陈悦泽带着少帅给他的一枚法郎去少帅府找刘兆恩，仍被副官拒之门外。