沈云通过隐蔽的方式进入石井(石岛 饰)川雄下榻的酒店，并成功应聘为服务生。他利用职务之便接近石井川雄，在胁迫之下从对方口中获知，竹上(陶为 饰)已被调派至上海，目前居住在朝日宾馆。获取这一情报后，沈云果断开枪击毙石井川雄。枪声引来了酒店内其他日本人，双方随即爆发激烈冲突。沈云在交战中逐渐处于劣势，幸而兰亭舒(章雯淇 饰)与王维在关键时刻现身，协助其突围。为脱离险境，沈云破坏排风扇处的窗户纵身跃出，王维则留在后方进行掩护。在日本人撞破房门涌入房间的瞬间，王维不幸中弹身亡。
此事令宋站长大为震怒。原本他已安排王维与兰亭舒以夫妻身份作为伪装，前往上海执行潜伏任务。王维的牺牲使得任务面临中断。为此，沈云主动提出申请，希望加入国民党中央组织科特工组，与兰亭舒共同赴沪完成未竟的使命。宋站长在批准其请求时郑重告诫，个人家族仇恨应当置于次要地位，国家事务方为重中之重。沈云经过短暂思考，明确表示能够遵从这一原则。宋站长对其加入表示欢迎，同时指示沈云从此使用“华明翰(李卓霖 饰)”作为化名。他与兰亭舒将以夫妻名义在上海进行潜伏：兰亭舒进入巡捕房担任法医职务；华明翰则计划于一个月后前往巡捕房报到。两人需共同抚养王维的女儿晶晶，对外以一家三口的身份作为掩护。
三人一同祭奠王维后，启程前往上海。抵达后，兰亭舒与华明翰分头展开行动。唐雄飞探长负责接应兰亭舒与晶晶，并为她们安排了住所。华明翰则首先寻访钱牧之，告知对方自己今后将使用华明翰这一身份，同时说明沈云杀父仇人中已有两人伏诛，仅剩竹上目前正在上海活动。他请求钱牧之派遣阿承协助其完成复仇。钱牧之随后安排华明翰暂时落脚于零点酒吧。不久，华明翰通过渠道掌握了竹上所乘车辆的车牌号码。
兰亭舒按计划至巡捕房报到。唐雄飞探长问及华明翰为何未一同前来，兰亭舒解释其手头尚有案件需要处理，需延迟数日方能报到。与此同时，竹上接到日军司令部下达的指令：司令部已制定详尽的作战方案，要求其通过巡捕房渠道设法获取上海城防图。此举目的有二：一是为日军占领上海提供便利，二是旨在减少日军进攻过程中的伤亡。然而，存放城防图的国民党驻军指挥部戒备森严，常人难以潜入。竹上的下属提议采取“以华制华”策略，计划通过情报贩子周海花获取该图。
周海花在接受任务后尚未采取行动，即遭南京方面人员挟持。南京方面决定派遣宁丹(冯越 饰)冒充周海花，并对外放出消息，称两日后将与日方进行交易，意图设下圈套引诱竹上现身。华明翰此时也正对竹上的车辆进行跟踪，途中因辨认失误而跟丢目标，只得转往大华舞厅守候竹上出现。事实上，竹上在抵达大华舞厅前，已从南京方面的线报中获悉周海花死亡的消息。他判断险境中往往蕴藏机会，故而更换车辆后仍按原计划前往大华舞厅。
宁丹伪装成周海花进入舞厅后，很快被竹上及其手下盯上。竹上要求她前往二楼。宁丹上楼后提出需同时完成款项与情报的交换，随即遭到日方人员控制。竹上当场揭穿宁丹假冒周海花的身份，并表明自己已知晓南京方面处置周海花的情况。正当竹上准备将宁丹押离现场时，华明翰因难以抑制内心积压的复仇怒火，不顾阿承的劝阻，毅然对竹上发起攻击。宁丹趁乱挣脱控制，也加入与日方的交战。混战中，竹上手臂负伤。
华明翰与阿承奋力突围，逃离舞厅。巡捕房人员随后赶到，将大华舞厅全面包围。竹上在回想枪击过程时，察觉杀手的身形手法与沈云极为相似，由此推断对方应是专程赴上海向自己寻仇。