一九三九年，北平，日本鬼子策划代号“1855”的细菌武器阴谋。中共地下党组织启动“夜来香”行动，对抗敌人。叛徒出卖，地下党员被捕，许马、康力等在危险中接头。马超出现，揭示许马非叛徒。女特工杏子被捕，牺牲在敌人的搜查中。赵依娜目睹，决定行动。
医院停尸房，松井得知侄子山本遇害，怀疑是左撇子所为。丸子因情感影响工作，被松井训斥。良子学业未受影响，赵依娜与沙丽的行动被跟踪。赵依娜在三岛公馆被沙丽阻挠，险些暴露。三岛被松井警告与丸子的关系。丸子表白被拒绝，闻夫人转移。
许马与徐永江调查贺家兴，怀疑其为叛徒。赵依娜被卷入危险，沙丽追问她的身份。三岛要求赵依娜参与机密工作，赵依娜决定行动。闻夫人牺牲，贺家兴暴露，许马关闭联络站。丸子追踪赵依娜，发现线索破灭。赵依娜与康力得知闻夫人牺牲，转移同志。
徐永江被丸子发现，逃脱中受伤。赵依娜枪法平平，但决定支援朝日俱乐部。许马等人被包围，沈啸飞援救。赵依娜目睹仇人，但枪法未显神威。徐永江被捕，赵依娜决定不再冒险。沈啸飞计划营救，许马教赵依娜枪法。
徐永江被捕，丸子审讯。赵依娜跟踪松井，发现他要捉拿共党。松井包围朝日俱乐部，赵依娜射出一枪未中。许马安全脱险，设计救徐永江。徐永江受伤，赵依娜钦佩许马的枪法。沙丽缠上赵依娜，告知她的真正意图。
《代号夜来香》，是一个发生在南方城市的故事，然而在南方那华丽的锦缎之下，却暗涌着激烈的冲撞，一群原本陌生的人，为了这个城市的安危，为了人民的解放走到了一起，从此他们的手再也无法松开，他们，他们和他们的敌人，生死缠斗，直至生命的终点。时代在更迭，不变的是那一曲柔肠百转的“夜来香”，娓娓向我们道来，个中人物细腻与激烈，秀丽与粗放，温情与热血并存的跌宕命运。
