1938年6月，武汉会战爆发，抗战局势危急。军统特工谢庚杨自作主张，将长期秘密关押的中共特工孟庆凡“盗出”监狱并射杀江边，抛尸江中，顺水飘到日军阵地。孟庆凡身上携带着一份谢庚杨伪造的假情报，使日本人相信苏联人将会出兵中国东北，进攻武汉的步伐被迫放缓。由于准备不充分，谢庚杨的计划出错，日本特工佐藤坚信这是中国人的阴谋。他亲自前往武汉验证情报真伪。死里逃生的孟庆凡从日本人的拷问中得知这份计划会对中共造成伤害，于是冒险逃离日军营地，返回武汉阻止计划的执行。国共双方决定携手完成“谎言计划”以保卫武汉。为了弥补计划瑕疵，八路军女播音员马小茴被安排与孟庆凡假扮夫妻，两人接受日本人的考验。国共精英和日军最精锐的特工展开了一场激烈的战斗，围绕着这份谎言计划在武汉进行。