影片背景设定在1940年的上海，国共之间的暗战激烈异常。主人公陈家平，代号“梅花四”，是中共地下党员，肩负着重要任务。在一次紧急关头，他在上海的繁华街头意外与曾经的未婚妻左双桃相遇。然而，这个偶然的相遇却揭开了一场更加惊心动魄的生死博弈。

左双桃，曾是陈家平的未婚妻，如今却成为了国民党军统特工，身份的转变令人匪夷所思。在一次刺杀任务中，左双桃失败，陷入困境。此时的两人，彼此不知道对方的真实身份，却被迫依靠当年的默契共同面对日本人的严密盘查。

为了躲过日本人的怀疑，两人假扮成情侣，最终以情侣的身份成功过关。然而，日本人的怀疑并未停止，为了确认两人的真实身份，他们被逼迫结婚。左双桃因此进入商行工作，而陈家平则在完成任务的同时，不断试探左双桃的底细，生死悬于一线。

随着情节的发展，陈家平渐渐发现左双桃是军统特工“红桃五”，而左双桃也揭示了陈家平是中共特工“梅花四”。两人之间的关系变得更加错综复杂，彼此间的斗争愈发残酷。然而，在对彼此的深入了解和共产主义信仰的感召下，左双桃最终选择与陈家平一起战斗。