時上海魚龍混雜，國民黨、共產黨、汪偽漢奸、日軍等各界勢力分布在各個角落，侵華日軍開始在上海大肆的搜捕、殘害愛國抗日誌士，前國民黨軍官畢忠良（張魯一 飾）成為汪偽政府骨幹，成立“特別行動處”，擔任處長，成為日軍控制上海的爪牙、為虎作倀。代號為“麻雀”的共產黨戰士陳深（李易峰 飾）一直潛伏在畢忠良身邊，雖然與上級失去了聯繫，卻一直堅持自己的信仰，在險境中展開營救上線“宰相”及抗日誌士的計畫。 “宰相”犧牲後，陳深終於找到新上線“醫生”，接受新的任務就是奪取了日軍的歸零計畫，而此時他的初戀徐碧城（周冬雨 飾）與國民黨情報人員唐山海（張若昀 飾）假扮夫妻潛伏進特別行動處，也是為歸零計畫而來，三人各懷心思，多次的交鋒差一點曝光身份。最後機智過人的程深將計就計，離間日軍和汪偽分子，成功的奪取了“歸零”計畫，粉碎了日軍的陰謀計畫。