1942年10月10日，汪偽政權在南京舉辦國民政府慶典期間接連發生軍政要員遇刺事件。特務處長王田香（王志文飾）對女刺客劉威葳（劉威葳飾）施以酷刑后獲取關鍵情報：代號"老鬼"的地下黨已滲透進剿匪司令部。王田香聯合日本特務機關長武田（黃曉明飾）設局，將司令部行政收發專員顧曉夢（周迅飾）、譯電組長李寧玉（李冰冰飾）、侍從官白小年（蘇有朋飾）、軍機處長金生火（英達飾）及剿匪大隊長吳志國（張涵予飾）五人拘押至裘莊，通過制造矛盾、隔離審訊等手段逼迫老鬼暴露。隨著武田假借細菌戰實施的死亡威脅與王田香的心理戰術逐步升級，五人組在互相猜忌中接連遭遇非正常死亡。最終顧曉夢的真實身份被武田識破，這位深藏不露的地下黨員利用敵方心理盲區完成情報傳遞，并以自我犧牲為代價確保組織安全，而李寧玉（李冰冰飾）作為另一重身份代號"老槍"的存在，則成為貫穿全片的終極懸念。