三十年代，上海。蘭心茹是一家醫院的外科醫生，獨自一人帶著六歲的侄子生活，她的原則是只行醫救人，不過問政治，但一次偶然的事件卻陰差陽錯地把她推向了風口浪尖，這個沉靜內斂的女人將面臨一次突如其來的生死抉擇…… 齊玉珍是蘭心茹的同事，也是我中共地下黨員，她幾次動員蘭心茹加入共產黨，蘭心茹都笑著推辭了，但兩人依然是無話不談的好朋友。一天，前去傳遞情報的齊玉珍重傷歸來，她用最后的力量告訴蘭心茹，讓她幫忙把一個情報傳遞出去，蘭心茹答應了。蘭心茹前去接頭，卻發現來接應的同志已經被捕。蘭心茹通過對已知情況的推理，慢慢理出頭緒由于出現叛徒，我上海地下黨組織遭到破壞，國民黨上海警察局行動隊隊長陳占豪臨走時，從我地下聯絡站里拿走了一尊佛像。而那尊佛像里藏著我上海地下黨的全部名單，陳占豪一旦發現，我黨將損失慘重！現在知情者全部犧牲，蘭心茹不知道誰是共產黨，為了救人，她做出了一個重大的決定找到佛像、拿出情報、交給共產黨！這個毫無特工經驗的女醫生開始去完成一個不可能的任務…… 與此同時，我武漢黨組織派出特工黃維君，來上海尋找那份失蹤的名單。蘭心茹把孩子送到鄉下，換了一家醫院，開始觀察陳占豪的行蹤，她發現陳占豪的地下情人居然是她的中學同學向秀娟，向秀娟為了給弟弟治病而委身于陳占豪。當兩個女人冰釋前嫌之后，向秀娟開始幫助蘭心茹。叛徒劉天舒是個首鼠兩端的人，他只想拿到賞金遠走高飛，他發現他的女友蘭心茹行蹤可疑并開始跟蹤。蘭心茹一邊尋找機會，一邊以一個醫生的天職治病救人，青紅幫身中數刀的老大、命懸一線的女病人、賴在醫院不走的老太太……而這些人，都在她以后的逃亡生涯中給予了極大的幫助。黃維君了找到了線索，他以粉刷大樓為借口準備盜取佛像，就在他動手之際，蘭心茹先行一步，在眾人的幫助下，蘭心茹以某種刺鼻無毒的氣體制造恐慌，扮成毒氣專家進入警察局大樓，以調包的方式，將佛像裝入了運往剿共前線的軍火專列，然后去江西提貨，陳占豪經過一夜的冥思苦想，識破了蘭心茹的計謀，他飛往江西，前去攔截…… 蘭心茹拿到情報，但她只能返回上海，因為她知道共產黨在上海找她，陳占豪也斷定回上海是蘭心茹唯一的選擇，他在上海的交通要道布下重兵，并將蘭心茹的親朋好友全部監控，等待蘭心茹的到來。蘭心茹遠沒有陳占豪想的聰明，她的無知和單純反而幫她逃過一劫，但巧合不會再次發生，面對警察局警察的圍追堵截，毫無經驗的蘭心茹頃刻間陷入絕境，她不會用槍，不會偽裝，她先后藏于女病人家、妓院，教堂等地，在恐懼中度日如年，她甚至想到退縮，打算離開上海，但共產黨擾亂敵人的槍聲又給她傳達一個明確的信息共產黨每時每刻都在找她！為了當初的諾言，為了救人，她又咬著牙留了下來。共產黨確實在尋找她，黃維君為了干擾搜捕，甚至冒著生命危險襲擊陳占豪，叛徒劉天舒也加入搜查的行列，陳占豪的警察搜遍了旅館、舞廳、電影院、大煙館……各方都在尋找，但蘭心茹人間蒸發，此時的蘭心茹已經扮成病人進入傳染病房，這里暫時是最安全的地方。一個偶然的機會，陳占豪得知自己的地下情人向秀娟和蘭心茹有秘密來往，他心中一動向秀娟會不會向蘭心茹提供情報？能不能利用向秀娟？而此時，蘭心茹也以醫生的冷靜睿智梳理著自己的思路現在最急切找到共產黨的有兩個人，一是自己，一是陳占豪，能不能從陳占豪那里得到共產黨的信息？陳占豪將計就計，以劉天舒為誘餌捉拿蘭心茹，關鍵時刻，向秀娟以血肉之軀換來了蘭心茹的平安，劉天舒叛徒的身份暴露，他層層走訪，綁架了蘭心茹的侄子，為了孩子安全，黃維君尾隨其后，追殺劉天舒。劉天舒向蘭心茹發出暗號，要求蘭心茹以情報換回孩子，蘭心茹向黃維君發出暗號，希望得到幫助，黃維君在和陳占豪周旋，……一場大對決在江邊展開，短兵相接的槍戰以后，劉天舒中槍后，再次逃脫。蘭心茹拿出情報，跟著黃維君踏上了奔赴蘇區的征程…… 蘭心茹拒絕了黃維君為她安排一份安穩工作的建議，她把侄子安排給黃維君，不辭而別，同時消失的還有自己那把手槍。這個文靜的女醫生又有什么打算呢？很快，黃維君就有了答案，他們坐上火車，向上海追去。