“九一八”后东北沦陷，原少帅司机班司机、爱国青年叶云生因为有日本留学的背景，被奉天伪满警察厅特调处处长杜秀峰选为司机。

早年在东北讲武堂期间，叶云生就被党发展为地下特工被远东情报局培训，尽管叶云生各项成绩优秀，但他患有神经官能症，被远东情报局二号人物否定，从此叶云生被地下组织弃用，但同在特调处潜伏的我党高级特工“人鱼”发现叶云生在情报分析方面极具能力，认为叶云生可以做一名不做直接参与紧张战斗的幕后特工。

后来因叛徒出卖了大量我党高级卧底，“人鱼”牺牲，他在牺牲前启用“死信箱”，叶云生又回到了组织的怀抱。

叶云生因为神经官能症给他的工作带来不便，但也因此造就了他敏锐的嗅觉、听觉以及严密的逻辑思维能力和细致的观察力。他识破日军的阴线计谋，拯救大批爱国将士；冒生命危险取得日军侵华罪证交给国际友人，为抗战争取外援；用心理暗示解决叛徒“鼹鼠”和日本细菌战专家，为党解决了很多后顾之忧；获取“变天计划”和“满洲虎计划”的资料，让党大败日军；参与营救党内人才霞光同志，参与寻宝帮党获得物质保障；识破日伪特工的阴谋，制定计划一举消灭了汉奸和假特派员……

在飞驰的火车上，叶云生冒着生命危险取得密码本，并努力克服自身缺陷，继续回到日军身边潜伏，为党继续提供重要情报。

八一三后，抗日战争进入白热化，白色恐怖弥漫整个上海。

地下党员叶云生打入日寇竹机关，这里汇聚的都是精挑细选的精英，其凶险程度远远超过当初的奉天警察总署特调处!

尤其是叶云生右臂废掉，日本人也怀疑他是间谍，布下陷阱让他自投罗网。

就在叶云生一次次走投无路陷入绝境之时，凭借着步步妙算，峰回路转……

1945年，日军做最后的挣扎，竹机关奉命保护“绿色档案”。军统和中统大量策反原日伪汉奸，叶云生也在被策反之列。

与此同时，一个有关日本人的惊天秘密浮出水面：日本梅兰竹菊四大机关的终极秘密——金百合计划。只有凑齐了竹机关的绿色档案、梅机关的红色档案、兰机关的白色档案、菊机关的黄色档案之后，就能解开日本最高特务机关的水晶密码，从而解密日本人在全球的金百合计划。而此时，叶云生由于找到绿色档案受到军统赏识，他受命再次打入国民党内部，在去南京的路上，叶云生发现了金百合的重大线索……

815光复后，国民党为了挑起内战对革命根据地进攻疯狂进攻掠夺胜利果实，国民党接收大员狂征暴敛，并招收大量汉奸为其所用，我党打入日本竹机关特高课的职员叶云生也在策反之列，由于夺取日本绿色档案有功，叶云生的能力被中统和军统同时欣赏，叶云生接受组织命令同时打入中统和军统，成为“三栖”特工，表面上为中统做事又和军统暗通款曲，实际上为党工作。

但中统机关不比竹机关，叶云生日本文化的优势荡然无存，由于前汉奸身份遭到同事鄙视，处处受压，尤其是受到顶头上司的打击报复，叶云生步步维艰如履薄冰。

除此之外，具有丰富刑侦经验和高智商的刑侦科长俪海楠经过勘察层层推理对叶云生非常怀疑，虽然没有直接证据指向叶云生，但她故意向叶云生说明了案件的所有过程，并暗示叶云生，一定要揪出隐藏在中统内部的卧底，变相提出宣战，一场敌我双方的较量从此展开……