懸崖之上，稍有不慎，便是粉身碎骨。
這是“九壹八”事變之後，***產黨情報人員與“偽滿”哈爾濱特別警察廳特務科壹次暗流湧動的鬥爭。
四名***產黨情報人員從蘇聯而來，跳傘降落在東北雪原。他們分別是張憲臣王郁夫婦，楚良小蘭夫婦（或者是情侶）。他們此行的目的是執行“烏特拉行動”，目的是接到從日本的秘密殺人場成功越獄的王子陽，讓他在國際社會面前揭露日本人的罪行。
為了確保任務能夠順利執行，最大程度保證人員安全。他們兵分兩路前往目的地接頭，王郁楚良壹組，張憲臣小蘭壹組。
與此同時，“偽滿”特務科已經將此次任務的秘密撕開了壹個裂口。任務的知情人，***黨人士謝子榮被捕叛變，交代了行動的接頭時間和接頭暗號。
與兩組接頭的人自然已被換成了特務。
張憲臣所在的壹組接頭後，經驗豐富的張憲臣用壹個虛假的同誌名字試探出接頭人是特務。他們利用小蘭藏起的手槍，二人配合將接頭的兩個特務打死並在特務科的大規模搜捕中脫身。但由於沒有電臺，壹組無法通知二組接頭人已是特務壹事。
與王郁所在的二組接頭的是特務周乙和魯明，但他們並沒有被識破。
在特務科的監視下，四位情報人員都踏上了同壹列火車。張憲臣在廁所留下暗號提醒同誌這壹危險處境，雖然暗號被修改但仍被王郁發現並理解。但由於特務監視，王郁無法告知楚良。
火車上，經驗不足的楚良難以抑制思念，多次偷看小蘭，被特務發現並拉走小蘭單獨盤問。楚良按捺不住，主動找到“同誌”要求營救小蘭，使得小蘭暴露。
王郁為了保護壹組，以不安全為由拉著楚良和兩名特務換了下壹趟車。到達後二人被安排在壹間舊洋樓，24小時被特務嚴密監視。
張憲臣在火車隔間營救出小蘭，換掉車票逃過檢查，壹組二人在驚險中擺脫監視成功逃脫，後順利會合。他們用密碼與組織聯系，得知密碼破譯要用到《梅蘭芳訪美記》這本書。
與此同時，特務也從楚良的衣兜發現了這本書，開始在書店嚴密監視。
張憲臣在書店偷走書，被特務追殺，剛剛逃脫後，卻又因為在街上看到貌似自己走丟孩子的小男孩，耽誤時間，又壹次被特務追上，不幸被捕，但沒有透露半點真相。
特務通過張憲臣逃走時坐的汽車得知了壹組的住處，被機警的小蘭發現，小蘭成功逃走。
周乙偷偷塞給張憲臣壹個曲別針，張打開手銬，周乙幫助張憲臣轉移到轎車上，即將逃跑時，特務科發現張的逃跑開始嚴守門禁。張自知身體狀況時日不多，逃跑沒有意義，便把任務情況和找失散的孩子的事交代給臥底周乙，開著特務金誌德的車慷慨赴死，但仍被搶救回來，再次被捕。在迷幻劑的作用下，他說出了和小蘭的接頭方式“亞細亞電影院，二四六頭尾”。
特務科開始嚴密監視亞細亞電影院。
周乙冒險找到上級，拿到了和二組接頭的暗號。
王郁食物中毒，在醫院故意吐到金誌德身上，借金誌德去清洗之際告知楚良周圍人是特務。周乙找到二組，說出了壹組目前的處境和接下來的行動計劃：拖住敵人。
周乙和金誌德在監視亞細亞電影院時，周乙故意留下暗號讓金誌德發現，並借口車壞了，坐金誌德的車回去，路上偷偷把《梅蘭芳訪美記》塞入車座夾層。
前來接頭的小蘭發現了暗號，沒有選擇頭尾的票，而是買了中午的票。
舊洋房裏，特務給楚良王郁的咖啡下了藥，但飯後，王郁和魯明真暈，楚良假暈。周乙借此機會把逃脫計劃的細節告知楚良。逃脫計劃的細節是：到羅馬尼亞大使館，借大使夫人生日宴會人會很多的契機逃離。
到達羅馬尼亞大使館後，魯明害怕二組逃脫，壹直跟著二人。眼看無法逃脫，王郁決定獨自進大使館，魯明發覺不對，闖入大使館跟蹤王郁而去，後搶到汽車追趕開車逃離的王郁。
留在車上的楚良殺死金誌德，控制了汽車並開車逃跑。
三人開車在路上相撞，並與趕來的眾多特務激戰，楚良為掩護王郁留下來與特務周旋，最後被周乙開槍打死，壯烈犧牲。王郁得以逃脫。
由於王郁的逃脫，特務科長懷疑有內鬼，於是控制了周乙，與重傷未死的金誌德聯手，試探周乙。並以海報上的記號為證據，計劃二十號在電影院逮捕小蘭。小蘭得知事情有變，當天並沒有出現。
由於在金誌德車上搜出了《梅蘭芳訪美記》，行動失敗又苦於沒有破獲烏特拉行動的成果，便殺掉金誌德作為替罪羊。金誌德與張憲臣壹同被槍殺。
危險解除，小蘭終於在電影院與周乙成功接頭。最後順利送走王子陽。周乙也找到了張憲臣的壹雙兒女送到王郁身邊，王郁終於與孩子團聚了。
周乙後找到機會，殺死了叛徒謝子榮。
全劇終。