1941年的冬天，上海日本特务机关操控的汪伪特工总部，我党情报部门的特工人员，深入敌人心脏，展开了惊心动魄的地下对敌斗争。

中共地下党上海负责人沈秋霞，安排交通员安六三在六大埭菜市场布告栏张贴寻人启事，唤醒隐藏在敌人内部静默的地下党特工。意外的是，安六三的行踪被汪伪特务刘二宝跟踪发现，安六三被捕，他经不住敌人的严刑拷打和威逼，供出了有个代号“麻雀”的地下党潜伏在特工总部，将和代号为“宰相”的中共地下党负责人沈秋霞与“麻雀”的接头地点。

汪伪特工总部特别行动处一分队队长陈深（中共地下党，代号“麻雀”），和明星公司演员李小男悠闲地在歌舞厅喝酒取乐。陈深来这里的目的是要和中共地下党“宰相”接头。

见面后“宰相”竟然是自己三年未曾见面的嫂子沈秋霞。她告诉陈深，根据组织获得的最新情报，汪伪政府和日本人建立了一个秘密基地，培养了一大批特工人员，将被派遣打入国共两军，企图从内部破坏我们的组织。上级要求尽快找到它的计划代号和内容传递给组织。并告诉他以后的联系的地方：窦乐路有一个叫鸿德堂的教堂，它边上有个邮筒，信件写宁德路七十九号甘道夫先生收，你的上线“医生”就会把你的情报转交给我，你现在的代号叫023。

这时，特工总部行动处处长毕忠良带着大批特务赶到歌舞厅，准备抓捕安六三提供的地下党负责人“宰相”以及和她接头的“麻雀”。沈秋霞刚要出门就被特务发现，她在撤退时被特务用枪击中，身负重伤被敌人抓获，毕忠良下令将她送医院抢救。陈深亲眼目睹嫂子被特务打伤带走却无法去解救，他知道，对他真正的考验已经来临了。

第二天，陈深从医院回来的特务扁头的口中得知，嫂子还活着。沈秋霞在伤势好些就被带回审讯，她受尽敌人的酷刑折磨，始终坚贞不屈，没有泄露党的任何机密和接头人是谁。汪伪特工总部主任李默群见审不出一个结果来，吩咐毕忠良把沈秋霞押往南京处理。

重庆方面军统机要处主任唐山海携妻子徐碧城投降汪伪，这徐碧城还有一个身份是李默群的表外甥女，也是陈深以前的恋人。李默群把唐山海夫妻安排在毕忠良手下，任行动队二分队队长一职。原来这唐山海和徐碧城是假扮夫妻，是军统安插进来的卧底。唐山海发现徐碧城在与陈深见面时眼神不对，徐碧城告诉唐山海，陈深是她在黄埔十六期培训时候的老师。

毕忠良对陈深在几次突发事件中他都在场存有疑心，他决定利用此次押送宰相去南京的机会，派陈深和徐碧城去。徐碧城是他临时通知的，路上如果发生意外，他可以借他人之手来除掉李默群给自己安下的这颗钉子；二是可以试探陈深是不是特工部的内鬼，因为押送宰相去南京的具体时间，只有他和陈深是提前知道的。为防止意外的发生，他同时安排了几个手下一同前行，如遇特殊情况可击毙人犯和陈深，到时可对外宣称陈深是执行任务而死的。而此时陈深安排的营救行动也开始行动了，行动小组用巨大的石块堵在铁轨上，火车被迫停在无锡站。为了掩护陈深不被暴露，沈秋霞坚决不同意陈深救自己，陈深没法，只得趁停车时下车通知营救小组行动中止。毕忠良接到报告后，指示无锡站改用汽车押送。车到南京后，沈秋霞被毕忠良安排的狙击手枪杀。

唐山海因嫉妒徐碧城和陈深的关系，暗中安排军统飓风队陶大春带人刺杀陈深未果，徐碧城因此对唐山海的行为表示不能接受，这也引起了毕忠良对唐山海的怀疑。叛徒苏三省的到来，由于他心狠手辣睚眦必报的性格，很快得到了李默群和梅机关影佐将军的赏识和重用，唐山海感到了前所未有的威胁，他要飓风队陶大春除掉苏三省，也许是苏三省此时命不该绝，侥幸躲过一难。

徐碧城和唐山海是戴笠亲自安插进汪伪特工总部的，他们的代号叫“熟地黄”，也是奔绝密计划“归零”来的。苏三省买通军统内部人员得到情报，今天有军统交通员将与飓风队的陶大春见面，他撇开特工总部，直接找到影佐，要求对特工总部封锁消息，全部由日本人秘密抓捕这俩人。

谁知过来接头的竟是唐山海，这着实让影佐和苏三省感到意外。影佐指示苏三省不要惊动他们，用假情报调包，引诱军统特工集中在他们设置好的地方，再将他们一网打尽。苏三省立即写下“所有各地抽调抵沪人员，务必于今天下午三点前赶到大方旅社302包房碰头”的字条，待军统交通员骑自行车往回赶时，出其不意将他撞倒在地，趁机将早已准备好的假情报调包。之后，苏三省带着日本人封锁了特工总部，下午三点钟前禁止所有人外出，并向毕忠良说明了情况。

事发突然，陈深猝不及防，他首先用电话通知徐碧城马上转移。随后思考着怎样才能把消息传递出去。一直追随他的李小男当时也在陈深身边，她对陈深说她有办法出去。李小男用浓绿茶刺激胃疼，并大声痛苦地叫唤着，引起了一直追她的苏三省注意，苏三省当即用车把李小男送往医院治疗，李小南在医院通过一个护士将消息送了出去。

毕忠良心里明白，李小男突然发病，十分蹊跷。他虽然不知道陈深在筹划什么，但直觉告诉他，陈深在做小动作，而且极有可能成功。但他一点也不想拆穿陈深，因为他很清楚，一旦苏三省在这次抓捕中大获全胜的话，那么自己在行动处将会被彻底弃用。

当苏三省带大队鬼子赶到大方旅社时，只见旅社浓烟滚滚，里面的人拼命往外逃窜，场面十分混乱。原来军统方面收到消息后，故意制造了这次火灾释放警示，避免了一次重大损失，苏三省的阴谋也随之彻底失败。

唐山海被抓，后被苏三省残忍杀害；徐碧城接到陈深电话后成功逃脱；李小男的真实身份是中共地下党，陈深的上线，代号“医生”，后被苏三省枪杀；叛徒苏三省也得到了应有的下场，被狼犬活活咬死。

最后，陈深在毕忠良家中的一个相框背面夹板里，拿到了那份绝密的“归零”计划。当他刚要撤离时，被毕忠良用枪逼住：“东西拿到了吗？我是应该叫你陈深呢，还是应该叫你麻雀？！从宰相到唐山海，再到李小男，他们都不惜牺牲自己来保护你的命，都是在帮助你拿到归零计划。……”他的话还没说完，被狙击手一枪击中毙命。