劉蘭芝(王婉娟 飾)的生日宴，她收到了很多賀禮，陳深(李易峰 飾)立刻幫忙著把禮物送上樓。劉蘭芝很感慨地跟陳深談起了妞妞，忍不住拿出她的照片來看，畢忠良(張魯一 飾)見到后特別緊張，立刻把劉蘭芝和陳深叫下了樓。徐碧城(周冬雨 飾)久未聯(lián)系陶大春(吳云飛 飾)，陶大春認(rèn)為她是背叛了軍統(tǒng)跟陳深好上了，于是把徐碧城給找了出來，攔住了即將離開上海的徐碧城。
徐碧城求陶大春放過她，讓她離開，陶大春表面上答應(yīng)，趁徐碧城不注意把她給打暈了帶走。阿達(王銘 飾)跟劉二寶(史超 飾)打牌的時候，無意間把陳深和徐碧城打手語的事說了出來，正好被畢忠良給聽到了。畢忠良馬上下令，把車開到他家門口，把所有人都召集到行動處，然后跟劉蘭芝找了個借口就立刻回行動處。
陳深讓扁頭(楊政 飾)幫忙，幫他混進行動處去，然后讓扁頭去火車站等朱珠(石洋子 飾)，跟她一起離開上海前往嘉善。扁頭安全離開之后，陳深便進了畢忠良的密室，打開箱子找歸零計劃。箱子里什么也沒有，而旁邊卻放了妞妞的照片，陳深立刻想到剛才畢忠良看到妞妞照片時的緊張，于是急忙離開了行動處。
畢忠良回到行動處，知道扁頭來過，馬上帶人在行動處上上下下找了起來，這時皮蛋(孫信宏 飾)把炸彈不斷地扔進行動處，行動處亂作一團到處都是火苗和濃煙。陳深返回了畢忠良家里，慫恿劉蘭芝帶著一幫太太去看電影，然后直奔畢忠良的書房。
劉二寶在畢忠良開車回家后，打電話聯(lián)系了李默群(王勁松 飾)支援，李默群讓劉二寶聯(lián)系瘸子到畢忠良家埋伏，無論是陳深還是畢忠良，只要誰想拿走歸零計劃都格殺勿論。陳深拿到了歸零計劃，畢忠良就在樓下等著他，質(zhì)問他究竟是否是麻雀。
劉蘭芝突然回家，陳深趁機奪走了畢忠良手中的槍，可沒想到槍里根本就沒有子彈，結(jié)果他被畢忠良開了一槍。劉蘭芝不讓陳深殺畢忠良，同樣也不讓畢忠良殺死陳深，她堅持擋在陳深的面前，求畢忠良放過陳深。就在陳深離開之時，畢忠良發(fā)現(xiàn)了埋伏的瘸子，為了救劉蘭芝他被瘸子一槍打死。
瘸子開槍后，陳深馬上拿起畢忠良的槍，殺死了瘸子，然后將所有真相都告訴快死的畢忠良。行動處的人包圍了畢忠良家里，陳深將歸零計劃交給汪姐后，帶傷開車引開行動處的人。陳深被李默群攔住了去路，他把歸零計劃扔了出去，徐碧城趁亂殺了劉二寶，讓陳深有機會開車逃跑，結(jié)果撞車炸了整輛車。
徐碧城被孫秘書抓住了，正準(zhǔn)備送她上路之時，陶大春趕來救徐碧城。幾個月后，陳深回到了延安，見到了所有人卻沒有見到徐碧城。1946年冬，陳深給在教堂的劉蘭芝送藥，不見她一面就悄然離開了，然后繼續(xù)在上海做地下工作。
就在陳深與春羊接頭，將麻雀任務(wù)交給她之時，潛伏在保密局的徐碧城帶人到米高梅抓拿麻雀，她遠遠看著陳深離開后，替他制造混亂。（完結(jié)）
