1938年6月，武漢會戰爆發，抗戰局勢危急。軍統特工謝庚楊自作主張，將長期秘密關押的中共特工孟慶凡“盜出”監獄並射殺江邊，拋屍江中，順水飄到日軍陣地。
孟慶凡身上攜帶著一份謝庚楊偽造的假情報，使日本人相信蘇聯人將會出兵中國東北，進攻武漢的步伐被迫放緩。由於準備倉促，謝庚楊的計劃出錯，日本特工佐藤堅信這是中國人的陰謀。他親自到武漢驗證情報真偽。死裏逃生的孟慶凡從日本人的拷問中，得知了這份計劃會對中共造成傷害。他冒死逃離日軍營地，返回武漢進行阻止。“謊言計劃”被提交到國共高層面前。
為了武漢抗戰，國共決定攜手完成“謊言計劃”。為了彌補計劃瑕疵，八路軍女播音員馬小茴被安排與孟慶凡假扮夫妻，兩人接受日本人的考驗。
國共雙方情報精英，與日本最精銳的特工人員，圍繞著這份謊言計劃，在武漢展開了一場搏鬥。