抗戰(zhàn)初期，國民黨要員紛紛投敵叛變。軍統(tǒng)上海站站長侯坤的投敵，導(dǎo)致上海站幾乎全軍覆沒。日偽氣焰十分囂張。軍統(tǒng)高層指派顧雪峰(李竹 飾)為新任軍統(tǒng)上海站站長，赴上海組建代號(hào)“十三釵”的女子別動(dòng)隊(duì)，以完成抗日鋤奸的特殊任務(wù)。十三釵中的大部分成員早先已安插在上海，以各種職業(yè)身份作為掩護(hù)，她們相繼被喚醒，只有十三釵一號(hào)人物始終未能找到。共產(chǎn)黨員郭春光(李超 飾)受中共地下組織指派，在鋤殺漢奸和搜集情報(bào)的過程中，他與十三釵建立了聯(lián)系。他救下了軍統(tǒng)上海站副站長萬木林(王慶祥 飾)，從而取得了軍統(tǒng)的信任。郭春光利用牙醫(yī)身份做掩護(hù)，憑借自己的勇敢和智慧，和十三釵并肩戰(zhàn)斗，多次出手援救十三釵。十三釵行動(dòng)隊(duì)長李鳳凰(韓雪 飾)身手不凡，率直潑辣，率領(lǐng)眾姐妹縱橫上海灘，令日偽聞風(fēng)喪膽。隨著行動(dòng)的展開，郭春光發(fā)現(xiàn)日軍的“蒲公英計(jì)劃”疑云重重；鋤奸對象大漢奸鄒博庵與顧雪峰是師生關(guān)系，兩人斗法難分勝負(fù)；遲遲不曾出現(xiàn)的十三釵一號(hào)人物，很可能就是上海第一交際花，武田(張光北 飾)正治的座上客徐子晏(徐百卉 飾)，她極為低調(diào)神秘，不知道擔(dān)負(fù)怎樣的使命，郭春光決定一路跟隨下去理清所有謎團(tuán)。