日本为了配合对中国的军事侵略，对中国进行了漫长的经济战和货币战，他们为此制定了制造大量假法币，流入中国的货币市场，以造成中国货币贬值和经济混乱，通货膨胀以此来摧毁中国的经济，这就是“黑猫计划”。市面出现大量假币，老百姓怨声载道，民不聊生。

国民政府为了控制时局，下令税警团四处查抄假币，以控制假币的流通。南京火车站，税警团参谋长李道仁带人正进行排查，军统的宋孝严组长带领的宪兵团也来到了火车站，他们得到情报，有中共地下党重要人员乘坐这列火车来到了南京，抓捕一个三十多岁的女人。他和李道仁客气地打了个招呼，便各忙各的事了。这个李道仁另一个身份共产党隐藏在国民党中的卧底，他接到指令是来火车站掩护从来南京的赵一梅同志离开。他趁宋孝严和从列车上下来的东北军将领争吵时让人开枪制造混乱，成功地将赵一梅带走，用船将其送离开南京。

宋子文经过苦思冥想，他决定由中统局牵头制定了一个彻底解决假币的计划，就是派人去摧毁日本人的假币制造窝点，并上报给蒋介石，老蒋批准了这个计划。而这个人选就是李道仁，由孙立人推荐。因为李道仁的妻子美子是日本人，两个人是在美国读书时认识的。李道仁在美国读的是金融，又是一名金融博士，还在美国西点军校受过专业情报训练；中共地下党也正需要派人去捣毁假币制造点，并且要求找到仿伪水印制版的专家赵学清，把他送往解放区。在军统的假暗杀和美子哥哥是北满日本海军军需处处长岸信一的帮助下，李道仁和美子来到了哈尔滨，住进了岸信一给他们买好的房子里。

日本关东军将军大岛和特高课大佐木户是负责实施黑猫计划的重要执行者，黑猫计划其实就是日本人假币印刷厂的代号。前不久日本印版大师小林浩二突然自杀，导致了日本人手里的假钞印刷版成了绝版，因此他们要找到赵学清。李道仁和哈尔滨地下党的老魏接上了头，老魏告诉他，日本人在暗中监视他，而军统戴笠派特务因他放走赵一梅还在对他追杀，组织让他按兵不动，安排了一名叫赵园的女同志协助李道仁，李道仁将派往大学当老师。老魏说赵园是专门负责他和自己的联络人，她是赵学清的女儿，她还有一个哥哥叫赵达，并告诉了他们的接头暗号。

木户来找李道仁，说大岛将军要见他。见到大岛后，大岛被任命他为哈尔滨市缉私队的队长，李道仁没有当面答应。木户在汾河边境关卡抓捕了一个叫瓦利亚的苏共女人，她实在经受不住毒刑拷打，交待自己是护送一名货币印刷专家赵学清的人入境，遇到突发情况，赵学清去找共产党接头。赵学清到了牡丹江后，找到了中共地下党的同志安顿了下来。李道仁和赵园接上头后，问起她父亲的下落，可惜她没有任何消息。赵学清最终因儿子的鲁莽行动，被日特抓捕并很快押往哈尔滨。李道仁几次遭遇军统宋孝严的小分队暗杀，宋孝严均以失败而归。

由于赵学清一直拒绝与日本人合作，大岛决定送赵学清去反省院。他向木户交待相关事项后返回大本营，这里的一切交由木户全权管理。老魏、李道仁和赵园分析，日本人抓赵学清肯定和刻制假币印刷母版有关，所以只要找到赵学清，就能找到日本人的地下假币印刷厂地址。因此当务之急的是先联系上赵学清，找人说服他与日本人合作；同时要尽快找到那个瓦利亚的女人。

美子哥哥岸信一为逼李道仁上任缉私队队长一职，为方便自己走私谋取利益，他向木户献计把李道仁抓进反省院逼他就范。岂不知却让李道仁意外地见到了赵学清，他劝赵学清装病出去，如果不出去什么事也做不了，还说你女儿戴的那个祖传的银发簪很漂亮，说完用手指点了点脑袋，让他好好想想，赵学清狐疑想着李道仁若有所思。李道仁见时机已成熟，假装屈服答应出任缉私队队长一职，他向木户提出两个条件，一是不伤害自己的同胞；二是除了缉私的工作，不做其他的事儿，木户满口答应。

南京的宋子文得到李道仁被日本人任命缉私队长的情报后，他立刻打电话给孙夫人，让她叫戴笠停止追杀李道仁。宋孝严悄然来到李道仁家外，被李道仁发觉用枪顶着头，宋孝严告诉他，他接到命令结束追杀行动回南京复命，他是想来问问李道仁到底是什么人？戴局长要杀你，宋部长却要重用你，日本人要保护你。李道仁把宋孝严请进家，回答了他的疑问，后来还将他从戒备森严的哈尔滨送了出去。

赵学清选择相信李道仁，让自己大病一场，日本人慌忙将他送去了陆军医院。赵学清提出要见女儿，木户要求赵学清答应他一个条件就马上可以见到。赵学清按李道仁的意图答应了木户合作的要求。

李道仁则成功地转变身份，成为一个伪满水上缉私队队长。为了更有效地展开工作，李道仁向南京的孙立人请求派人增援，指名要宋孝严来哈尔滨配合他下一步具体行动。李道仁和宋孝严设局接近岸信一，投其所好给他送上一份厚礼，岸信向木户推荐了他，宋孝严顺利进入缉私队。经过周密策划，李道仁安排宋孝严联合地下党和抗联，成功解救出被日军送去做活体实验的三十名劳工。由于日支秘密协议及接二连三的泄密事件，木户非常地恼火，如果不能及时破解这个谜，他担心会严重影响黑猫计划的实施。

李道仁通过广播发出的暗语，国民党以及苏联方面的情报接连被日军截获，他可以确定是瓦利亚叛变后的所为。现在赵园的电台不敢使用，导致破坏黑猫计划的每一步都要向上级组织及南京方面取得联系。此人不除，会给自己的行动和任务带来极大的凤险，也可能会招致灭顶之灾。老魏有一枪支弹药要运给江北的抗联，李道仁借是岸信一的货采用调包的手法，成功用船偷运过去。

经过侦查，日本给瓦剩亚订餐的西餐厅，定了一间包间，然后又订了一个蛋糕，很可能瓦利亚要出现了。果然，木户带瓦利亚在西餐厅为她庆生，早已在西餐厅里第侯的宋孝严手下，趁上蛋糕灯黑之际一枪击毙了瓦利亚。

美子对李道仁带回家的一些船的照片仔细地看着，她盯着一艘樱花号俱乐部的船，岸信一说她隶属于海军，总共里面有五层，一层是厨房，二三层是餐厅，四层是俱乐部，它的底层是个很大的锅炉房。听到美子介绍，根据各种迹象表明，李道仁基本确定了日本人的假币印刷厂，就在这条船的底层里。赵学清母版刻制成后，木户将其秘密转移到江北监狱关押。被李道仁与地下党冒死救出，并派人把他送往延安。

确定假印钞厂就在樱花号上后，李道仁决定利用在船上给自己过生日宴时，安排宋孝严带行动人员混上船，伺机炸毁了樱花号，彻底摧毁了日本人的假币制造窝点。李道仁在撤离时被木户发现，他愤怒地向李道仁开枪射击，美子用自己的身体保护李道仁中弹身亡。

老魏向李道仁传达了上级的命令，指示李道仁离开哈尔滨继续回南京潜伏。