故事发生在抗日战争时期。军统谍报网接二连三遭到日本驻华特务头目中村一郎（于震 饰）的疯狂破坏。为报复日特、以血还血，军统局局长戴笠（王岗 饰）从息烽集中营挑选出因故入狱的原国民革命军陈一鸣（庹宗华 饰）少校，命令他组建一支代号“眼镜蛇”的突击队，暗杀中村一郎。领命后，陈一鸣即刻招募各路高人——老部下冷锋、上海滩老千小K、燕子门掌门燕子六、建筑系硕士兼中共谍报员书生、日本陆军航空队战俘藤原刚，以及中村一郎曾经的恋人、上海滩歌女蝴蝶，并对他们展开了严酷的培训。恰在此时，中村逮捕了美国海军情报署的特工史密斯夫妇。美国海军上校梅乐斯找到戴笠，请求设法营救。中共高级特工、代号“泰山”的黄天明（侯勇 饰）收到了由南京联络站站长黄云晴（吴晓敏 饰）送来的情报——她通过潜伏在日军内部的线人搞到了史密斯所在医院的地图与戒严情况。黄天明奉上级指示，故意将这份关键情报泄露给军统南京站高站长。突击队就此出发，队员们空降渗透至南京，化装成日本劳军演出队潜入医院，成功劫走史密斯夫妇并将医院炸成火海。然而，正当队员们准备返程之际，陈一鸣却表示，此次行动还有一项首要任务——刺杀中村一郎。日特早已察觉端倪并全城戒严，中村更准备以史密斯为诱饵，等待突击队自投罗网。面对危机四伏的绝境，他们能顺利完成任务吗……