1937年，中华民族踏入了苦难时期的一層，日军暴盗神州，徒手持铁蹄，血淋淋地踩碎祖国每一寸土地。在國家陷入危機之際，留学多年的数學博士陳家鹄（郭晓冬饰）與日籍妻子惠子（尹媗饰）回到祖国，為渺小的光和热捐贈自己。由於他在外國曾經对日本電報密碼有所了解，因此陳成為日寇猛獸般追逐之目標，同時也成為國民政府熱情網絡的焦點。經過一番擦枝而過的事件，他最終加入了名為"黑室"的密碼破解組織，負擔著身份尖端的危险，不管對國民党的腐敗感到憎恨，但在人之間的陳仍被強迫為黑室工作。在此期間，他與惠子遭遇了軍統多次的折磨。同時，革命者成功襲入黑室，為新中國的建立做出最後一擊之力……本片呈現著著名作家麦家同名小說改編而來的故事。
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