蘇菲（張歆藝飾）是醫科大學的高材生，畢業后分配到人民醫院當了醫生，非常崇拜剛剛學成歸國的外科權威秦雨軒。秦隱瞞了自己有家有室的真相，引誘蘇菲與他發生了關系。 得知真情的蘇菲千方百計要做掉胎兒。陰差陽錯，孩子還是來到了人間。蘇菲為隱瞞視聽，秘密地把孩子寄放在一戶關姓人家撫養。 醫院辦公室主任李瑞生是間諜組織的骨干，在發現蘇菲的隱私之后，威逼利誘蘇菲成為了一名間諜份子并將她派往研制核潛艇低噪音螺旋漿的海軍851廠醫務室潛伏。 殘酷的抉擇接踵而至，于是，她成為一名雙面女人，一名時時在雙重人格中掙扎的女間諜。 掌握核心機密的851廠總工程師張平涼（王志飛飾）英俊儒雅，在接觸中蘇菲對他日漸有了一種特殊的好感，但她卻知道自己不能愛上他；而代理廠長王凱（劉斌飾）對于眾人眼里熱心善良的蘇菲展開了追求，迫于秘密和兒子都被特務組織所掌控，內心萬般煎熬之下蘇菲答應嫁給自己并不愛的王凱，從此心中明明喜愛張平涼的她一面要與王凱“恩愛非常”，一面又要通過王凱竊取機密。她在間諜的泥潭中越陷越深，在情感和良知的天秤上不斷失衡而沉淪。
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