1939年初，陪都重庆，女大学生赵欣梦在回家途中被相貌、穿着和自己完全一样的日本女特务千代子绑架。千代子是大特务北条荣一(徐成峰 饰)名义上的独生女，也是赵欣梦幼时失散的孪生姐姐。千代子偷梁换柱的计划很快败露，获救后的赵欣梦主动请缨冒充千代子潜回北条荣一身边做卧底，以其人之道还制其人之身。赵欣梦在明为国民党军统上尉实为共产党的李汉正(齐奎 饰)帮助下，杀死了北条。千代子在重庆大轰炸中成功逃回上海，决心复仇并夺回自己的身份，却面对了身份与情感的双重幻灭，举枪自尽。面对孪生姐姐的遗容，赵欣梦悲从中来，如果当初被抱走的是自己，那今天的命运就会完全不同。抗战胜利后，赵欣梦和李汉正一起前往苏北解放区加入共产党，组织上却决定让赵欣梦在国民党军统继续潜伏，以发挥更大的能量。