袁天杰是留日话剧舞台演员，拥有 精湛娴熟的舞台表演，有利于身份掩藏；另一方面，袁天杰的爱人是“千面媚谍”活动替身的最大嫌疑人，根据他的关系可轻易查寻日本特务的行踪。救妻急切又欲帮爱人洗清嫌疑的徐洪浩，不得不临危受命，同意我军总部特派员的任何条件，默默地承受各种“非人”训练的痛楚，进而蜕变成超级特工。
日本留学的舞台剧演员袁天杰于日本的爱人离奇失踪。袁天杰归国寻妻却被军统训练成为特工，他和埋伏在军统内部的共产党人舒秀一同接受了探寻日本特务“千面媚蝶”的任务。大明星姚芊芊的身份错综复杂，貌似和神秘的“千面媚蝶”也有某些联系。根据侦查和分析，舒秀和袁天杰得知姚芊芊是被她的私人医生翁子安做了整形手术后埋伏下来的日本军官，她在上海刺杀多位优秀的爱国志士，舒秀率领袁天杰等人在中共党组织的领导下与之进行生死搏斗，最终脱胎换骨成姚芊芊的“千变美娘”原形毕露，她实际上就是袁天杰苦苦寻找的日本妻子。最终，正义战胜邪恶。
