十年內戰期間，中共北平地下黨員鞏渭平受命在察哈爾抗日同盟軍殘部的獨立營中發展黨組織。由於叛徒的出賣，鞏渭平確定的25名發展對象被捕並命懸一線。鞏渭平隻身「自首」試圖換回爲拯救25官兵的性命，然而卻誤中中統詭計。余雪瑤由於暗戀鞏渭平而向其兄——身爲中統副局長的余沁齋——求情釋放鞏渭平，余沁齋爲收服鞏渭平於是答應了其妹的請求，並設計了一系列圈套。
此時，鞏渭平又接受了上級代號爲燭光同志的祕密指示，令其打入國民黨中統特務組織。爲完成這一特殊使命，鞏渭平不得不與深愛著的女友分手，並與余雪瑤結爲夫婦。然而不久，燭光同志在一次意外中犧牲，鞏渭平與黨組織失去了聯繫，而且受命打入中統這一任務也成了再無他人知曉的祕密。面對這一現實，鞏渭平毅然決然地選擇了一條極其艱辛、曲折和痛苦的人生道路，並改名爲鞏向光，以明心志。
他利用新婚之夜，機智地剷除了地下黨的叛徒，並在與日本特務的較量中立下功勳。余沁齋深知他仍然「身在曹營心在漢」，於是設計逼其范，從而使鞏向光在黨組織的眼中成了叛徒。鞏向光痛不欲生，但爲洗刷不白之冤、完成祕密使命，他獨自忍辱負重，爲黨默默貢獻。
抗戰爆發後，鞏向光調往中統渭城調查室任副主任。此時，其老同學秦劍正是中共渭城情報處負責人。鞏向光以爲就此可與黨恢復聯繫，卻不料竟成了地下黨的鋤奸對象。面對同志的敵意和鋤奸行動，他無怨無悔，機智巧妙地暗中協助地下黨將黨中央急需的一批重要物資運抵邊區。這使秦劍初步改變了對他的看法，他表示願接受組織調查，以洗清不白之冤。秦劍則勉勵他在敵營繼續爲黨工作。
不久，周恩來途經渭城。渭城軍統頭目嚴錕及日本特務欲藉機行刺。國軍某戰區副司令邊國烈出於與周的師生之誼，命情報處長歐陽荷及鞏向光負責周的安全。鞏向光在歐陽協助下挫敗了暗殺陰謀，使周恩來安然離渭，並協助八路軍辦事處查出內奸、消除了隱患。藉此，鞏向光再次請求重回組織，卻令他大失所望。
此時，在國軍高層中開展統戰工作的八路軍少將從戎突然失蹤，邊國烈令鞏向光調查此案。鞏向光抓到了真兇，並巧妙地將證據提供給地下黨，使蔣介石的陰謀公之於衆。事後，鞏向光又向秦劍提出重新入黨的要求，結果又使他陷入深深的痛苦之中。
軍統對渭城地下黨情報工作的威脅日益嚴重，鞏向光一次次冒著危險使地下黨化險爲夷。鑑於鞏向光的特殊貢獻，地下黨同意安排他赴延安一訴隱情，以便回到黨的懷抱。就在欣喜之際，邊區形勢驟變，延安之行只得擱淺，鞏向光又一次承受著命運對他的捉弄。但他在此期間，仍然清除了隱藏在地下黨中的內奸，並協助地下黨完成了一項又一項任務。
不久，最了解、信任鞏向光的秦劍不幸被捕犧牲。鞏向光洗刷不白之冤和回歸組織的希望變得十分渺茫。在近乎絕望之中，他憑藉著對信仰的堅定信念和執著追求又一次堅強地挺了過來。
鞏向光在渭城的所作所爲一起受到中統頭子余沁齋的監視，同時以受到中統內部及軍統特務的懷疑。在余沁齋祕密試探他未果之後，渭城軍統頭目嚴錕的密報卻把他送進了重慶監獄。就在蔣介石下處決令的前夕，歐陽荷的全力營救使他得以重生。
回到渭城後，鞏向光離開了中統系統，成爲邊國烈手下的一名參謀。他不顧個人安危，機智地將胡宗南、邊國烈進攻延安的軍事行動計劃，傳送到延安，爲保衛黨中央立下功勳。
渭城解放前夕，他又利用敵人內部矛盾巧妙地獲取了全部特務潛伏名單和破壞行動計劃，挫敗了特務們逃離前破壞渭城重要設施和潛伏破壞的陰謀。
鞏向光的情況反映到延安後，經中央調查和批准，終於使他實現了多年的夙願，重新回到黨的懷抱。
本片將個人命運與民族解放鬥爭結合在一起，將悲歡離合、忍辱負重的個人情感與矢志不渝、頑強執著的信仰追求交織在一起，呈現給人們一個情節緊張、懸念叢生、波瀾壯闊、引人入勝的動人故事，爲人們講述了一個中共地下黨人的特殊人生，展示了一顆偉大靈魂的心路歷程。