抗日战争进入相持阶段，日军高层秘密制定了樱花行动计划，派出以出口、佐仓、大月等人为首的日军高级女间谍蝴蝶分队，欲对20师师长戴冲宇实施离间刺杀。中国共产党派出地下工作者岳中民和柯平二人以公开调查戴冲宇为名暗中秘密保护戴将军。国民党方面也派出军统特派员岳中民（实为中共地下工作者）公开调查戴师长。敌我三方任务特殊，藤树纠缠，真假难辨。 谍影南山战场上双方伤亡惨重，日军师团长实施樱花计划。第一步，故意让翻译官谷元瑞看见20师的南山布防图，借谷元瑞之手让重庆方面认为20师有人投敌叛变，后又伪造投降书，让谷元瑞误入圈套。第二步，派出大月凌子多次刺杀戴冲宇。第三步，以唱戏之名，诱捕了与山口长相酷似的梅芝兰（又名玉娘）。山口乔装受重伤的玉娘逃出，故意躲在路上被谷元瑞之妻李云月救起留在谷家。重庆方面接到谷元瑞的报告，派出特工岳中民赴柏城调查戴冲宇是否投敌。在谷家，岳中民发现玉娘（山口）很像自己昔日恋人梅芝兰，逐渐对她产生同情与信任。中岛见樱花计划初见成效，便以搜查逃脱的玉娘为由杀死谷母和谷元瑞，用敲山震虎之计逼迫岳中民带假玉娘离开柏城，将假投降书送往重庆，以便达到离间的目的。岳中民带玉娘、谷妻逃至一小镇，谷妻被追兵所杀，岳中民又与玉娘逃到安宁堡，宋堡主和侄女宋小倩对岳中民和玉娘多方帮助。岳中民与柯平分析，觉得戴将军很可能是被日放反间，但重庆高层坚持要调戴将军回重庆述职。岳中民与柯平为安全起见，让玉娘乔装成戴将军夫人与戴将军替身先行，途中遭佐仓等日本小部队的伏击，假玉娘（山口）借机刺杀了戴将军的替身和柯平。柯平昏迷前手指玉娘相告知真相，但岳中民不解其意……戴将军将计就计暂时隐居但在暗处继续指挥。战场上进攻又一次受阻时，傅市长派夫人潜入柏城告知戴将军并未死去的真相，中岛大怒。山口欲戴罪立功进行新计划，大月凌子赴荔城进行破坏，但被岳中民识破。相处中岳中民觉得玉娘反常，后在医院遇到九死一生的梅芝拦后才醒悟过来，并下令抓捕假玉娘。在与安宁堡主和家大姨的游击队配合下，岳中民派遣宋小倩并策反了大月凌子潜入蝴蝶分队卧底。交换人质时，山口被中岛击毙，战局失利，中岛与佐仓破腹自杀。岳中民与梅芝兰在戴师长的护送下，奔赴解放区，迎接 抗日战争的最后胜利。 谍影