在南昌起义部队南下的战斗中，陈赓(侯勇 饰)腿部受重伤，周恩来(刘劲 饰)也得了重病，高烧不退。陈赓把自己的担架让给了周恩来，他自己却拖着伤腿，和卢冬生一起辗转到上海，去找党组织。在上海，陈赓得到名医牛惠霖的救治，王根英(郭柯宇 饰)也一直陪在他的身边细心照顾他。在陈赓的病房里，王根英向周恩来提出要和陈赓结婚。周恩来代表组织同意了她的请求，还做了他们的证婚人。陈赓和王根英在结婚证写下了自己的姓名，他们结婚了。在极其险恶的环境下，中国共产党自己的情报保卫机构——中央特科成立了。顾顺章(米学东 饰)担任特科的负责人，陈赓担任了情报科长。陈赓和顾顺章迅速开展工作，挑选党员打入敌人内部。地下党员钱壮飞担任了中统特务头目徐恩曾的机要秘书，他寻找机会，搞到了徐恩曾的密电码本。在陈赓、顾顺章的主持下，地下党员李强等人成功地组装了中共的第一部电台。陈赓还利用社会关系，发展国民党驻沪特派员杨登瀛为特科工作。陈赓忙于为党工作，却无暇顾及即将生产的王根英。等陈赓赶到医院时，他意外地发现是他的黄埔同学白鑫(耿圣凯 饰)把王根英送到医院的。他和白鑫已经很久没有见面，两人激动地抱在一起。这时，大夫告诉陈赓，王根英生了个儿子。在电影院里，陈赓掩护其他党员接头。特务突然冲进影院，进行检查。陈赓机智地帮特务把门，掩护其他人安全离开。