1942年，第二次世界大战正酣，美国拟派出轰炸机中队对东京实施轰炸。为此，美国本土提前派出了最高机密信使笃信者华裔军官陈东升将行动计划、轰炸机中队的呼号和密码带给中方。不料，其在飞临广东珠海上空时被日军击落，陈东升落在了被日军占领的三灶岛。为此，国共两党携手合作，启动了在日本本土潜伏休眠的特工武穆一郎，利用其特殊身份和关系，协同来自三灶岛的八路军女军医叶碧莹，登岛实施惊心动魄的虎穴救援行动。接到任务后，武穆一郎利用其特殊身份，和叶碧莹相互配合，巧妙地与藤田、大岛浩等为首的日本驻军周旋，一次次化解了命悬一线的危机，上演了一场场猫捉老鼠的好戏，终将陈东升成功带上了一架邮政飞机，飞离三灶岛。得到了关键情报的美国轰炸机编队成功实施了轰炸行动后，安全返回，武穆和叶碧莹顺利完成任务。