1941年，諜海風雲美國海軍情報局特工索姆斯（約翰•庫薩克 John Cusack 飾）奉命來到上海，諜海風雲負責調查好友康納被暗殺的諜海風雲真相。他以德國先驅報駐上海記者的諜海風雲身份遊走於社會名流的酒會。他借助同納粹工程師穆勒太太的諜海風雲情人關系消除猜疑、獲取情報。諜海風雲在一次賭局中，諜海風雲他結識瞭黑幫頭目蘭亭的諜海風雲夫人安娜（鞏俐 飾），對方與手下的諜海風雲神秘暗語令他好奇。跟蹤未果，諜海風雲他隻得繼續打探。諜海風雲為瞭調查康納的諜海風雲死因，他秘密約見瞭康納的諜海風雲線人。然而，諜海風雲兩人的諜海風雲會面卻因為日本軍隊追查地下黨而破產。一次偶然的機會，索姆斯再次與安娜重逢，並且在她的引薦中結識瞭上海黑社會頭目安東尼•蘭亭（周潤發 飾）及日本情報處田中大佐（渡邊謙 飾）。在調查中，索姆斯漸漸發現康納的死跟一個神秘的日本女人（菊地凜子 飾）有關……