洋多年的数学博士陈家鹄(郭晓东 饰)，在日寇入侵国土沦丧的危急时刻携自己的新婚日本籍妻子——惠子(尹媗 饰)回国，希望以自己的一技之长，为国效力!却不曾想到，自己的数学天赋以及在国外求学时曾误打误撞破解过日本密电源码方程式的历史，早已经被日本谍报机构和国民党军统掌握! 在陈家鹄踏上国土的一刻起，日本的暗杀组织如影随形，国民党的特工保护不力，致使陈家鹄频频涉险!我党的特勤部门，暗中出手保护，另辟蹊径，护送陈家鹄安全到达重庆，与家人团聚! 军统欲组建针对日本军方密电的破译机构——黑室!陆从骏(胡军 饰)上校经受重重考验，被任命为黑室负责人。陈家鹄被黑室视为破译密码的最佳人选!但是面对军统的力邀，早已知道政府腐败无能、对国民党当局缺乏信任的陈家鹄拒绝合作，遭到黑室负责人陆从骏的绑架!
