1940年在重慶國(guó)民黨軍事委員委密電偵譯處，黎征農(nóng)(郭廣平 飾)接到毛主任的電話，并匯報(bào)了從昨天晚上到現(xiàn)在已經(jīng)截獲了354封密電，分別是日軍航空隊(duì)，日軍各個(gè)師團(tuán)突然更換了密碼，都是同一種密碼，到目前為止一封也沒有破譯出來。

黎征農(nóng)來到破譯處，詢問大家破譯的怎樣，眾人都無所收獲，黎征農(nóng)說他們都是黨國(guó)的偵譯界的頂級(jí)權(quán)威，就怎么奈何不了小鬼子的鬼密碼。下邊人說這是一些全新的高級(jí)密碼，通常情況下是需要3年破譯的。黎征農(nóng)聽后說日軍一夜間頻繁發(fā)報(bào)多達(dá)三百多份，這一定是有重大行動(dòng)，此時(shí)已經(jīng)驚動(dòng)了最高當(dāng)局。

毛主任對(duì)破解專家們說，根據(jù)軍統(tǒng)局的情況，日軍今日采取重大的戰(zhàn)略行動(dòng)，行動(dòng)代號(hào)是虎穴，目標(biāo)就是他們重慶，并分析這些電報(bào)跟虎穴緊密相關(guān)。下邊人說如果想要破譯這樣的代碼，不僅要精通密碼學(xué)，還要精通日語、日本文化。黎征農(nóng)聽后說他們有這樣的人。陳長(zhǎng)官聽后詢問，黎征農(nóng)突然改口說人才他們不缺，陳長(zhǎng)官說不要給他打馬虎眼。毛局長(zhǎng)讓所有人都出去，告訴陳長(zhǎng)官此人是譯電科科長(zhǎng)鄭云帆(保劍鋒 飾)，并說他是數(shù)學(xué)天才才能。黎征農(nóng)說如果他如果不能破譯，那么全中國(guó)就沒有人能破。毛主任說這個(gè)現(xiàn)在正在隔離觀察，他有親共現(xiàn)象。陳長(zhǎng)官聽后說把他接過來，他就在這邊等，一定要見見這個(gè)天才。

日軍飛機(jī)上，久井中佐告訴下邊人從現(xiàn)在開始不要說日語，下邊人質(zhì)疑虎穴行動(dòng)要必須執(zhí)行嗎?日井聽后說如果在質(zhì)疑命令就地槍決。

茶館中，小曲說他截獲了一份密電，他破譯了部分內(nèi)容，是關(guān)于虎穴行動(dòng)的內(nèi)容，并說電報(bào)上說，日本人將在重慶實(shí)施一個(gè)代號(hào)為虎穴的特別行動(dòng)，要求潛伏在重慶的特工下午5點(diǎn)鐘跟一個(gè)人會(huì)面，具體地點(diǎn)跟人他沒有破譯出來，另外一個(gè)人聽后說，這就對(duì)了，其他渠道獲得信息是他們要在羅曼咖啡廳會(huì)面。并安排讓他們一定要弄清楚虎穴的具體內(nèi)容。

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黎征農(nóng)來到了關(guān)押鄭云帆住處，詢問了一下鄭云帆的情況，然后來見鄭云帆。告訴鄭云帆要接他回譯電處，有重大的密電需要他去破譯，鄭云帆說自己已經(jīng)辭職了，要接他回去就直接送他回家。黎征農(nóng)說不會(huì)讓他在破譯共產(chǎn)黨的密碼了，并把日本人的密電交給了鄭云帆。并說陳長(zhǎng)官跟毛主任都在等著他，并勸鄭云帆要抓住這個(gè)機(jī)會(huì)，要不他將會(huì)終身監(jiān)禁，并說從昨天晚上到現(xiàn)在他們已經(jīng)截獲了三百多份。

鄭云帆聽后說黨政軍警憲特六大系統(tǒng)都有自己的破譯人員，黎征農(nóng)說六大系統(tǒng)都束手無策，鄭云帆說是一種新型高級(jí)密碼，誰也不能在短期內(nèi)破譯。六大系統(tǒng)束手無策理所當(dāng)然。也可以根據(jù)發(fā)送者發(fā)送的數(shù)量來做出判斷，并詢問去年5月3日4日發(fā)生了什么事情，黎征農(nóng)說日軍對(duì)重慶發(fā)動(dòng)的大轟炸，鄭云帆詢問5月2日發(fā)生了什么，并告訴黎征農(nóng)5月2日是大轟炸的前夕，日中各兵種也頻繁發(fā)報(bào)，數(shù)量也高達(dá)三百多封。鄭云帆跟這回密電室。

鄭云帆來到密電室見到陳長(zhǎng)官，陳長(zhǎng)官考驗(yàn)鄭云帆，鄭云帆對(duì)答如流，陳長(zhǎng)官詢問是否能破譯密電，鄭云帆說這種高級(jí)密碼短時(shí)間內(nèi)無法破譯，現(xiàn)在不要管這些電報(bào)，重點(diǎn)監(jiān)聽菊花跟海盜這2個(gè)電臺(tái)，下邊人告訴說從昨天晚上這2個(gè)電臺(tái)就實(shí)施了無線電靜默，鄭云帆說重大行動(dòng)前，日本人不會(huì)犯這種低級(jí)錯(cuò)誤，這2個(gè)電臺(tái)一定是修改了發(fā)報(bào)時(shí)間跟頻率，陳長(zhǎng)官聽后讓所有人按照鄭云帆說的去做。

鄭云帆跟六二猴查到了海盜臺(tái)的密電，并破譯出來電報(bào)內(nèi)容是大霧大霧大霧，然后繼續(xù)跟六二猴查找菊花臺(tái)。并截獲了菊花臺(tái)的密電，菊花臺(tái)也更換了密電。

中共人員綁架了眼鏡蛇，并獲得了眼鏡蛇跟日本人碰頭的文件，然后前往羅曼咖啡廳與久井碰頭。