一九三九年，北平。
占领北平已经两年的日本鬼子此时正在筹划一项罪恶阴谋，启动代号为“1855”的行动计划，企图在北平建立一个秘密的细菌武器试验基地，把罪恶的细菌战由东北扩展到华北，由北平推向全中国。
道高一尺，魔高一丈。中共北平地下党组织针对日本鬼子的罪恶计划，立即启动了代号为“夜来香”的行动计划，揭露，阻止，粉碎日本鬼子的阴谋。
危急时刻，一名叛徒出卖了城南区地下党组织，以闻达英为首的八名地下党员被逮捕，惨遭日寇屠杀，并被曝尸示众。地下党员赵依娜目睹了这惨烈的一刻。
日寇北平特高课课长松井男一，一直要寻找一名叫“老刀”的地下党员骨干，他命令叛徒贺家兴继续在地下党组织中潜伏，要抓到“老刀”，确保“1855”计划万无一失。
地下党员许马奉命到郊外的塔庙去同地下党员康力接头，他的身影一直在贺家兴的监视之中。当他攀上塔顶层，等待他的，却是康力黑黝黝的枪口。
康力向许马宣布了党组织严惩叛徒的决定，并向许马出示了他作为叛徒的证据——几张许马与伪警局局长黎世昌见面的照片。许马竭力表明自己不是叛徒，说自己是叛徒的人才是真正的叛徒。此时的解释似乎都是徒劳的，因为面前的康力只负责执行命令。
另一名地下党员马超突然出现在塔庙外，贺家兴眼看自己就要败露，急命日本特工山本上去干掉马超。
许马对康力表示，被动服从组织上的决定，希望抗战胜利后，组织上要为自己澄清冤情恢复名誉，他按下了康力的枪口，说自己会从塔上跳下去，让康力节省几颗珍贵的子弹去打日本鬼子。康力疑惑了。
山本必欲置马超于死地，刺伤了马超，马超以顽强的毅力，将山本刺伤后踢下了塔庙。
就在许马刚要迈过塔庙栏杆的时候，马超出现了，宣布许马不是叛徒。
山本挣扎着来到贺家兴面前，命令贺家兴快送自己去医院，而贺家兴送山本的，是致命的一刀。
贺家兴出现在走出塔庙的许马康力面前，声称自己也是来救许马的。
特高课课长办公室内，秘书杏子熟练地工作着。松井等人走出办公室，杏子立即关好门，把一柄拂尘放到窗台外，打保险柜，从袖中掏出微型照相机，飞快地拍摄着“1855”行动计划。
松井看到了那柄拂尘。女特工丸子向他报告，有地下党特工在特高课内部活动。松井立即返回办公室，看到的，是仍在埋头工作的秘书杏子。
松井命令搜身，但从杏子身上并没有发现武器。老奸巨滑的松井亲自搜查杏子，从她袖口里，搜出了那台微型照相机。
杏子推倒了松井，跃上窗台，踢掉了拂尘，高喊了一声“替我报仇”，飞身跳向楼外。就在这时，日本特工小野的枪响了，杏子当场壮烈牺牲。
前来接头的赵依娜目睹了这个壮烈的时刻，隐身离开。
松井料定有来接头的人就在附近，命令严密搜查。一辆小轿车开到路口，车上下来两个目光坚定的人，两只枪口对准了日寇，一连串子弹射向敌人。松井小野等人措手不及，急忙还击。枪战中，对方一人左臂中弹。轿车飞驶离去。
马超被许马送进医院手术，两名刚刚袭击日寇的不速之客闯进手术室。许马认出其中一人竟是自己黄埔同期同学沈啸飞，老同学相见，百感交集。大夫急忙令护士为伤者尚良消毒。
小野认定刚刚负了枪伤的人会在医院，率日兵到医院搜查。许马等人扮成医护人员，在手术室里默默站立。小野未发现破绽，率众离去。
沈啸飞在国民政府地下情报站作站长，跟许马相约，国共合作，互通有无。
赵依娜回到自己任家庭教师的三岛公馆。与三岛的交谈中，她牢牢记下了三岛打开保险柜时的每一个步骤。
谍变1939剧照
夜晚，地下党书记庞贺年向许马介绍了赵依娜，并向大家宣布了组织上的决定，启动夜来香行动计划，彻底粉碎日寇的1855。
赵依娜准备给三岛的女儿良子上课，一直暗中追求三岛的丸子突然出现在公馆院内，枪口对准了赵依娜。赵依娜临危不惧，自如应对丸子的盘问。丸子未发现破绽，只好眼看着赵依娜平静离去。
三岛向赵依娜解释了丸子的反常，原来丸子一直在追求丧偶的三岛，她不愿意看到三岛身旁还有其他的女人，尤其是中国女人。赵依娜对此一笑置之。
在医院的停尸房里，松井看到了他侄子山本的尸体，医生告诉松井，山本挨了两刀，而致命的一刀，是一个左撇子持刀刺穿了山本的肝脏。
松井回到特高课，小野立即向他报告了丸子的行踪。松井严厉地对丸子指出，在目前的非常时期，不准丸子因个人的情感而影响到三岛正在进行的事情。
良子的学业不仅在战争时期也没有荒废，而且还很有长进，三岛对赵依娜和沙丽这两位家庭教师都非常满意。
三岛出门去特高课见松井。赵依娜悄悄进了三岛的书房。在她就要打开保险柜的时候，沙丽突然出现了书房里，打断了赵依娜就要得手的事情。赵依娜对沙丽不由产生了怀疑。
松井稍加试探，就发现贺家兴是个左撇子，他怒问贺家兴为什么要杀掉山本，贺家兴巧言搪塞，解释说他发现山本的时候，山本已经死了。松井无奈，任命贺家兴接替了山本的职务。贺家兴摇身一变，成了特高课行动队的分队长。
赵依娜以带良子上街为名出了三岛公馆，而沙丽紧紧跟上。三人到了闹市，赵依娜趁沙丽被良子缠住的机会，进了一家杂货铺，与那里的地下交通员接头。沙丽紧接着出现在杂货铺里，但没发现任何破绽。
松井告诫三岛，凡是能够影响1855计划顺利进行的任何事情，都不能出现，鉴于丸子一心想做三岛家的女主人，他希望三岛明确拒绝丸子。三岛表示，他对丸子根本没有其他想法。
丸子向三岛直截了当表示了自己的爱意，三岛立即拒绝了丸子。
贺家兴来到警局，向局长黎世昌宣布了松井的任命。黎世昌及警局的警员们对这位成了自己上司的共党叛徒都十分不屑。
闻达英等烈士的遗体被曝尸示众。闻夫人不顾周围都是便衣特务的监视，满怀悲愤地收敛了丈夫和同志们的尸体。小野立即命令抓人，贺家兴制止了小野，他要跟踪闻夫人，直到抓到老刀。
闻夫人安葬了丈夫和烈士们，马超向她传达了庞书记的指示，第二天就把她转移到游击队去。马超走后，闻夫人默默地向丈夫告别。贺家兴悄悄出现了，他告诉闻夫人自己有重要情报，必须当面告诉老刀。闻夫人答应帮他联系老刀的联络员。
贺家兴马上报告了松井，松井进行了严密部署，踌躇满志地等着老刀落网。
沙丽冒失地闯进赵依娜的房间，问她到底是什么人，在为谁工作。赵依娜反问沙丽，沙丽说她其实是想跟赵依娜做成互不妨碍的朋友。
许马和徐永江接头，给徐看了差点要了自己命的几张照片。徐永江立即表示了自己的怀疑，两人的疑点都落到了贺家兴身上。
