故事主要講述了津海市國安局偵察科科長高天陽（韓庚飾）發現境外情報組織「夜霧」開發了一款名叫「特工任務」的遊戲，他們利用玩家在未知情況下暗中開展間諜活動，甚至與高天陽一起長大的弟弟黃子誠（魏大勳飾）竟也深陷特工遊戲之中。黃子誠在遊戲的過程中，邂逅了搭檔姚瑤（李一桐 飾），兩人共同度過一段遊戲之旅。正當黃子誠情愫漸生之時，意外發現自己和姚瑤的偶遇，或許並不是一場巧合······遊戲的殘酷性，一步步顯現在眾人的面前。高天陽與潛伏在特工遊戲中的情報人員吳熙（周放 飾）互相配合，想要破獲間諜組織的秘密。誤入迷局的遊戲玩家該如何脫身？國安人員又將如何逐步粉碎間諜組織的陰謀？

津海市國安局接獲線報，一名叫杜濤的嫌犯將攜帶重要涉密文件出境。情報人員吳熙立即部署行動，成功將其攔截，不料，卻並未在杜濤身上搜出任何涉密文件，狡猾的他還佯裝暈倒，趁機逃竄。小巷內，神秘的黑衣人突然出現，槍指杜濤，逼他交出文件，杜濤以為他是間諜組織派來的殺手，連忙交代文件所藏之處。

殺手得到滿意答案，仍舊扣下板機，一聲槍響，杜濤驚訝發現，槍裡卻沒有子彈。黑衣人摘下口罩，原來他是國安局偵察科科長高天陽。深知中計的杜濤只好老實招認，自己受境外情報機構夜霧指示行動，而他與上線的聯絡方式，竟是透過一款名叫「特工任務」的網路遊戲。「特務任務」打著遊戲的旗號，誘惑和拉攏玩家參與到間諜活動中，同時也為境外間諜組織提供網路聯絡的途徑。

鑑於案情的複雜性，津海市國安局在省安全廳的指示下成立專案組，由行動處處長秦懷仁擔任組長，科長高天陽擔任副組長，情報處科長吳熙及各部門精英加入。專案組破解杜濤手中的涉密文件，發現內容竟牽涉到津海研究所的重點研究計畫－B13生物實驗。

高天陽發現異常，鎖定嫌疑人於瀟月，與吳熙一起對其展開調查，跟踪發現於瀟月將樣本藏在公園沙灘椅後面，高天陽等人埋伏在暗處等待同夥現身。很快，一名男子便現身公園取走了樣本，可此人竟是黃子誠。高天陽大驚小怪，黃子誠是黃家明的兒子，也是和高天陽一起長大弟弟。

原來黃子誠和姚瑤又接到了新的遊戲任務，​​去公園取走樣本，然後將樣本嵌入保溫杯中，送往境外。高天陽立即率人跟踪，在機場工作人員的配合下將黃子誠的行李攔截調查，結果卻顯示樣本是假的。高天陽意識到，黃子誠這條運輸線很可能只是個幌子，目的只是讓黃子誠參與其中，而真樣本已經通過另一條運輸線離開了。

高天陽和吳熙再次趕往研究所，透過監控發現真樣本被一名神秘的清潔工拿走。技術科搜索清潔工的行動軌跡，發現此人十分警覺，離開研究所之後便在監控視野中消失了。技術科繼續調查，而高天陽和吳熙則跟著嫌疑人於瀟月來到了一家名叫「隱屋」的居酒屋，於瀟月與男友石磊在此約會。高天陽吳熙裝作食客監視，老闆娘嘉惠熱情招待了他們。

國安局發現於滄玥的電腦被安裝了監控軟體，且安裝者已經切斷了聯繫，無法搜尋到IP。高天陽意識到，於瀟玥的背後並不簡單。此時，打算出國避風頭的於瀟玥到保密處索要護照失敗，身心崩潰。與男友石磊爆發爭吵，石磊摔門離開，很快，於瀟玥接到神秘電話。凌晨，韓傑準備運貨去碼頭，他對一條編號為13號的金槍魚尤為重視，高天陽懷疑樣本就藏在13號魚裡，而那個神秘的清潔工到底是誰，仍舊是個謎，為了將間諜組織連根拔起，專案組決定暫不打草驚蛇，想辦法先將樣本調包，繼續觀察韓傑動向。

事件暫告段落，高天陽找到技術科遊戲達人趙石協助他進入特工任務遊戲，了解這款神秘的間諜遊戲，登錄後，NPC“餘先生”開始詢問高天陽的基本信息，高天陽編造了假身份，但他的謊言很快就被拆穿，登入失敗。高天陽退出遊戲十分摸不著頭腦，趙石分析攝影機能夠識別玩家的臉部影像和玩家提供的資料，國安屬於保密機關，網路上無法找到他們的職業資訊，所以系統預設他在說謊，導致無法登入。

黃子誠和姚瑤來到酒吧慶祝，卻突然被四位不明身分的泰國人士挾持。黃子誠醒來後，發現自己被綁在一處黑暗的房子。東尼從黑暗中走出來，自稱泰國國安局人員，索取樣本。黃子誠說自己可以帶托尼去拿樣本，條件是放了姚瑤。托尼答應。黃子誠和姚瑤在一番密切配合下，不僅順利甩開了托尼手下，還拿回了藏在冰箱裡樣本。

他們奔跑在泰國街頭，接到了新的特工任務，到了一個倉庫，卻發現托尼從中走了出來，恭喜兩人完成了這次的線下任務，黃子誠和姚瑤離王牌特工又近了一步。東尼解釋自己是遊戲營運專員，之前的追擊和測謊環節，是每個高級遊戲玩家必經的考驗。回去的路上，黃子誠和姚瑤對刺激的一切意猶未盡，開始期待接下來的遊戲任務，​​而托尼也向余先生匯報著泰國之行的進展，餘先生下令，給黃子誠和姚瑤安排真正的間諜任務。此時津海，於瀟玥承受不住心理壓力想買假護照逃走，不料途中卻被人打劫，幸好石磊及時趕到，救下了於瀟玥。

高天陽將U盤交給吳熙檢查，令他擔憂的是黃子誠還沒意識到這個遊戲的危險。而吳熙則懷疑，黃子誠身邊的姚瑤，並不單純。酒醒後的黃子誠再次登陸遊戲，監控他帳號的吳熙收到訊息，她帶著高天陽進入遊戲世界跟蹤黃子誠。黃子誠在姜小花的幫助下打探到姚瑤遊戲中的情況，並鎖定她現實中的工作場所，哲也大廈。

高天陽和吳熙救下於滄月後，找石磊了解狀況，石磊透露澳洲學校的李教授非常可疑，一直在遊說於瀟玥出國，很有可能就是脅迫她的間諜。另一邊，於瀟玥終於甦醒，高天陽和吳熙立即展開審訊，於瀟玥交代了她被間諜威脅竊密的始末。而當高天陽提及石磊時，於瀟玥表示石磊只是男朋友，對她的所作所為完全不知情。國安局發現澳洲學校並無李教授此人人，而石磊反常態度引起高天陽的懷疑，石磊和於瀟月一樣都在研究所工作，他也是邊博士的學生。黃子誠終於在哲也大廈附近等到了姚瑤，倆人在津海再次相見，姚瑤說出了自己不辭而別的理由，黃子誠也表示理解。很快兩人便同時接到了特務任務發來的新消息，他們再次一起登陸遊戲。

秦處的良苦用心讓高天陽和吳熙誓要查清趙軍車禍的真相。經過對趙軍的事故車輛的仔細檢查，兩人發現有人提前在車內放置了會引起哮喘的香片，並將車內治療哮喘的噴霧也替換成引起哮喘的過敏源，車庫監控也被人擾亂，定是有人提前潛入趙軍車內動手腳。高天陽將蒐集到的證據上交給省廳領導，證明趙軍的死並非國安辦案失誤所致，而是一場精心策劃的謀殺，並請求對趙軍有密切關係的陳婷和保護傘鄭國賢等人展開調查。高天陽和吳熙對真相的追求，以及保護國家利益的堅持，打動了省廳的領導，兩人復職繼續調查。夜霧也第一時間得到消息，陳婷密會方永平，告訴他國安恢復調查，遲早會查到他頭上，二人商定將鄭國賢拋出去頂罪。鄭國賢最後被方永平說服，答應扛下趙軍保護傘的罪名，只求方永平能幫自己好好照顧家人。鄭國賢的主動自首，讓專案組措手不及。

黃子誠透過接近方陸，調查當年方永平與夜霧交易的內部。黃子誠向方陸坦白自己也是一名遊戲玩家，還告訴方陸，當年他在美國入獄是間諜組織策劃的陰謀，如果想查明真相，他一定會全力協助。方陸為了驗證黃子誠所言不虛，前去詢問當年保釋他的鄭國賢，卻得知鄭國賢已經被國安帶走。方陸愈發覺得當天之事另有內情。於是，方陸聯繫黃子誠答應聯手調查，黃子誠交給方陸一個解碼U盤，方陸利用U盤破譯方永平的電腦，發現了方永平隱藏的海外賬戶，裡面有大量與陳婷經濟往來的記錄。黃子誠也透過U盤中的木馬程式同步發現了這一切，黃子誠立刻把這些資料交給了吳熙，吳熙卻告訴他，姚瑤一直在暗中跟蹤他。果不其然姚瑤約見黃子誠，質問他和方陸結交的理由。黃子誠表示他不相信方陸能從特工任務的遊戲中全身而退，想了解當年的真相。姚瑤告誡黃子誠，這樣調查下去會有麻煩。黃子誠表示，他不想坐以待斃，要反擊，掌握夜霧的秘密，讓夜霧不敢再威脅他。就算無法對抗，至少可以累積一些籌碼，向國安自首，還能爭取減刑。

陳婷勸說方陸給方永平一次機會，不要檢舉父親，放大家一條生路。方陸雖然十分痛苦，依舊拒絕了陳婷的提議，事已至此，不能再心存僥倖了。陳婷說不動方陸，又去勸說方永平放棄自首，送方陸出國，也遭到了方永平的拒絕，他心意已決，不想再為間諜所利用。事已至此間諜只能決定除掉方陸，方陸來到酒吧買醉，張老闆喬裝出現在這裡，暗中在他的酒裡動了手腳，將方陸毒暈。黃子誠和姚瑤正好趕到酒吧，將他送去醫院。方永平得知方陸入院，意識到是間諜所為，十分氣憤。陳婷卻用方陸威脅方永平，只要方永平坐穩副市長的位置，方陸就是安全的，如果方永平真要是去自首，夜霧一定會報復方陸。方永平只得再次屈服，放棄了自首的打算。張老闆已經對黃子誠產生了懷疑，詢問姚瑤黃子誠的異常，姚瑤卻選擇掩護黃子誠，表示是方陸主動打電話給她約見面，黃子誠什麼也不知情。退出遊戲後，姚瑤與黃子誠推斷，張老闆對方陸中毒一點都不意外，很可能就是她下毒，黃子誠認識到夜霧的手段，為保護父親，他決定接受張老闆的任務，進入津海生物集團工作。

專案組的調查緊鑼密鼓的進行，吳熙發現陳婷的雲逸集團也是賽車俱樂部的股東。而方陸U盤中存放的帳目，經核實後確認是方永平接受陳婷的錢款的記錄，且最近一筆轉出是給鄭國賢，綜合上述情況，可以判斷，方永平利用職權協助陳婷的錢的雲逸集團發展，而雲逸利用產業優勢為夜霧提供幫助，官商勾結，為夜霧在津海紮根織起了一張保護網。秦處指示高天陽，人證物證齊備準備收網。張老闆從酒吧回到住所，將臉上的偽裝卸下，終於露出真面目——果真居酒屋老闆娘嘉惠，嘉惠的住所與肖逸通過一扇櫃門連通著，倆人表面看似素不相識，實則是一對關係緊密的搭檔。秦處來到方永平家，言辭懇切說明利害關係，一旦方陸出國，就永遠會被間諜所脅迫安危難料，方永平最終被說服，決定自首，並供出陳婷就是自己的聯絡人。高天陽及時阻止了方陸出院，將陳婷逮捕歸案。陳婷對所犯罪行供認不諱，也向國安提供了一條重要線索：夜霧的下一個目標是津海高鐵集團的競標。專案小組前往高鐵集團排查，果然在高鐵模型中找到了夜霧安裝的竊聽設備。

趙石登入特工任務遊戲，調查有關高鐵競標的線索，得知這是遊戲內部情報交易榜單上最熱門的類目，各國間諜都摩拳擦掌，想要拿到要此次競標的情報。而趙石因為等級不夠，無權進入遊戲內部的情報交易專區，於是高天陽找來了黃子誠這個「王牌特工」協助調查。黃子誠進入情報交易專區，發現張老闆已經約見其他玩家，密謀竊取高鐵競標相關情報，就在黃子誠準備探聽一二之時，卻險些被張老闆發現。危急時刻，姜小花及時伸出援手，黃子誠才得以脫身。黃子誠繼續追蹤張老闆，發現她密會了一名帳號為「Valérian」的遊戲玩家。在姜小花的幫助下，趙石得到了這名遊戲玩家的真實照片，查出此人全名Valérian Riner，是F國人，曾經在F國高鐵集團任職，如今在一家國際諮詢公司工作，他這次的任務，就是竊取我方的高鐵競標底牌。另一邊，吳熙假扮成會員進入賽車俱樂部，調查神秘摩托車手的底細，肖逸成為了吳熙懷疑的對象，基於國安已經掌握了那名摩托車手的騎車姿勢，吳熙決定想辦法拿到肖逸的賽車影像，進行比對。而肖逸此時又接到了新任務…

肖逸此番新任務，是接近高鐵集團的翻譯朱言，竊取高鐵招標情報。肖逸根據朱言的性格特徵和愛好，故意製造了和朱言的偶遇，幾番接觸下來，成功與朱言成為了男女朋友。朱言沉醉在這看似命中註定的愛情中，對肖逸的目的一無所知。黃子誠剛來到研究院報道，就接到了新任務，張老闆要求他和姚瑤在72小時內竊取黃家明電腦中的一份機密文件，想以此來驗證二人的忠誠。黃子誠想到生物集團還隱藏著其他間諜，很有可能會暗中盯著他，於是接下任務，想要利用這次機會挖出生物集團內部隱藏的間諜。吳熙跟踪肖逸，拍下肖逸騎摩托車的影像，卻沒想到肖逸極為警覺，已經察覺到被人跟踪，開始驗梢，幸好吳熙有所提防，關鍵時刻通知小蔣等暗中跟踪的國安人員緊急撤離，這才打消了肖逸的疑慮。國安局技術科透過比對發現肖逸的動態姿勢與那名神秘摩托車手，相似度達到了百分之九十，確認肖逸有重大嫌疑。秦處分配任務，讓高天陽對肖逸展開追蹤。

黃子誠雖然拿到機密，卻不想將真正的機密交給夜霧，於是向夜霧提交了改動後的數據，心驚膽戰等待審核結果。黃子誠回到辦公室，得知近期研究院的網路不只一次出現故障，這讓黃子誠警覺起來，如果他可以用這樣的辦法竊取文件，那名隱藏的間諜是否也曾用類似方法竊密？於是黃子誠決定沿著這個方向繼續調查。餘先生手中早已得到真的數據，對比後發現黃子誠提交的文件是假的，懷疑黃子誠是國安安插的人。餘先生和張老闆商議，先不急動黃子誠，姚瑤是和黃子誠接觸最多的人，可以先從姚瑤下手，驗證黃子誠的身份。肖逸將朱言接到自己家共度良宵，並以相識一周紀念日為由送給朱言一副眼鏡，朱言卻不知道，這副眼鏡其實是肖逸的竊密工具。高天陽和同事在肖逸區外盯梢，卻意外發現某個神似嘉惠的女人也來到了這個社區，這引起了高天陽的警覺。高天陽的懷疑沒錯，肖逸和嘉惠正是一對間諜搭檔。朱言睡熟後，肖逸和嘉惠分別來到陽台，兩人回憶起了曾經假扮夫妻一起執行任務的過往，二人日久生情，現在，他們的關係卻只能隱藏在黑夜中。

透過一番追蹤調查，黃子誠與向陽成為了朋友，他了解到向陽沉浸在這段網戀關係中，並對網戀女友在現實中的身份一無所知，這更加加深了他的懷疑。黃子誠趁向陽醉酒，拿到了向陽女朋友小白的照片，並交給高天陽調查。吳熙開始調查小白的遊戲帳戶，疑點諸多，提醒黃子誠可以想辦法引出小白。東尼催促姚瑤盡快查清黃子誠的真實身份，姚瑤提出請高天陽吃飯，另一邊，高天陽也在調查姚瑤，於是答應與二人共進晚餐。在前往赴約的路上，姚瑤把托尼寄來的監聽手機殼當作禮物送給了黃子誠。席間姚瑤藉故離席，實則透過手機殼中的竊聽器，偷聽兩人獨處時的談話。黃子誠試圖詢問向陽女朋友的調查結果，高天陽十分警覺，阻止黃子誠提及任何與任務相關的話，卻透過閒聊遮掩將調查結果透露給黃子誠。躲在暗處的姚瑤沒有發現任何實質線索，內心暗自鬆了一口氣。黃子誠再次約向陽喝酒，試圖藉機說服向陽約小白到津海見面，沒想到向陽不勝酒力很快就喝多了，黃子誠送他回家時留意到一旁的電腦，當下心生一計。

黃子誠決定用向陽的帳戶登入遊戲約小白見面，卻意外察覺小白並非真人玩家，而是一個AI程序，此時向陽迷迷糊糊醒來，黃子誠將實情告知，向陽卻馬上翻臉，將黃子誠趕出自己家。黃子誠立刻將自己得出的結論告知高天陽。而此時，姚瑤已經透過竊聽器聽到了黃子誠和高天陽的完整對話。姚瑤確認黃子誠果然是國安的線人，他一直在欺騙自己，心灰意冷。被黃子誠醒來的向陽則半信半疑登入特工遊戲，終於直面小白只是個程式的事實。向陽舉起了槍，殺掉了遊戲中的小白，結束了這段情感，隨即刪除了自己的遊戲帳戶，卸載了遊戲。誰料向陽的異常，引起了遊戲總部托尼的注意。此刻早已得知真相的姚瑤，為了保護黃子誠，依舊在東尼面前為黃子誠掩護。掛斷電話後的姚瑤痛苦不已，恨透了所有利用自己的人。另外一邊，黃子誠上班時碰到了瀕臨崩潰的向陽。向陽認為是黃子誠毀掉了他原本美好平靜的生活，想要殺黃子誠洩憤。黃子誠及時阻止了向陽，安撫他的情緒，勸向陽去國安局自首。在國安局裡，向陽悔過自新，交代了自己在遊戲中為間諜傳遞研究數據的罪行。

肖逸接到嘉惠電話，得知自己暴露，終於在朱言面前露出他的真面目。他利用朱言引開國安，棄車後嘉惠接應其離開。為自保，嘉惠不得不除掉肖逸，只是他們太過了解彼此，肖逸早已洞穿她的意圖，嘉惠並未成功。告別時刻，嘉惠和肖逸交換了兩人的結婚戒指，當作這段感情的紀念。高天陽前往肖逸的住所搜查，發現肖逸家與隔壁的住戶是連通的，高天陽想知道住在隔壁的人是誰，可房間內的一切都被清理乾淨了，小區的監控系統也被人動了手腳。高天陽判斷住在隔壁的神秘人心思縝密，行事嚴謹，很可能就是那個一直躲在背後操控全局的張老闆。另外一邊，托尼逼迫姚瑤將黃子誠騙到遊艇上。姚瑤質問黃子誠為什麼要欺騙自己。黃子誠只能解釋道，他從澳門回來之後，身分就被高天陽發現了，高天陽要求他停止幫間諜做事，給國安提供線索協助破案，才能爭取戴罪立功。黃子誠是打算用這種方式拉姚瑤一起上岸的，姚瑤卻拒絕相信，二人爭執過後，托尼出現，逼問黃子誠，黃子誠為自保只好交待自己是高天陽的線人，修改黃家明文件數據，都是高天陽背後指使。黃子誠被東尼囚禁了。

嘉惠與肖逸兩人一番打鬥後肖逸逐漸佔了上風，眼看嘉惠要被肖逸反殺，肖逸卻突然感到一陣眩暈，他這才察覺嘉惠早已在匕首上抹了毒藥，肖逸中毒陷入昏迷。此時高天陽以及國安人員趕到，嘉惠來不及確認肖逸生死，先行逃跑。高天陽發現中毒的肖逸，立刻將他送往醫院。痕檢組人員在海濱別墅發現了一枚不完整的指紋，以及37碼的女人腳印。高天陽帶著疑惑再次來到居酒屋，發現在嘉惠的每隻手指都有些脫皮，根本無法提取指紋，但是高天陽發現她身手異常敏捷，這加深了高天陽的懷疑。深夜，津海醫院住院部，嘉惠化妝成清潔員，前來探聽肖逸的消息，發現肖逸並沒有死。東尼指使姚瑤將黃子誠被囚禁的消息告訴高天陽，高天陽壓抑不住憤怒，自己一直都在隱瞞黃子誠和姚瑤間諜行為，是為了讓他們兩人有戴罪立功的機會，但現在就連自己也要被他們拖下水了。托尼用黃子誠威脅高天陽，要他除掉肖逸，眼看托尼限定的時間越來越近，高天陽卻遲遲無法下定決心。東尼決定逼高天陽一把，他將黃子誠綁在轉盤上，對其開槍，並全程視頻直播給高天陽看，高天陽陷入兩難。

高天陽來到居酒屋獨酌，嘉惠十分關心，這朵解語花，幫助高天陽做出了最終抉擇。高天陽和姚瑤商議，他需要想一個辦法，既救黃子誠，又能全身而退。思索再三後，高天陽與東尼談判，他可以答應間諜的要求，但他不能親自動手，必須由張老闆親自動手，而自己可以為間諜提供便利。東尼自然不會暴露張老闆身份，目前只剩下唯一人選，姚瑤。姚瑤得知自己要去執行暗殺任務，十分震驚，她不想殺人，間諜組織卻用姚瑤家人和黃子誠的安危再次威脅，姚瑤迫不得已只能答應。餘先生告訴姚瑤，高天陽會幫助她，只要她和高天陽一起完成了這個任務，那麼高天陽將成為姚瑤從今以後的保護傘。絕望之下的姚瑤對高天陽說出自己是如何被夜霧威脅的過去。姚瑤向高天陽求助，她相信高天陽不會甘願受夜霧擺佈，一定有辦法在不殺人的前提下救出黃子誠。姚瑤沒想到的是，高天陽只給她了兩個選擇，要嘛是和他一起聯手，悄無聲息地殺掉肖逸，要嘛去國安局自首讓黃子誠自生自滅。為救黃子誠，無奈的姚瑤只能選擇殺死肖逸。

高天陽制定好計劃，詳細掌握了醫院的結構圖，一步一步教導姚瑤如何避開國安監視。黃子誠將房間內的牙刷把手磨尖，劫持了托尼，卻反被托尼制服。東尼惱羞成怒將黃子誠丟進海裡，黃子誠無助的在海浪中掙扎。姚瑤來到津海醫院，依照特務任務傳來的消息，取走了放在醫院儲藏櫃裡的針劑。高天陽則故意引開護士的視線，姚瑤利用肖逸被送去檢查的空檔，潛入病房內，躲進衣櫃中，伺機行動。吳熙一直聯絡不上黃子誠，只好去找高天陽詢問黃子誠下落。而此時高天陽正在病房外，想辦法引開看守的同事。姚瑤從衣櫃裡出來，將預備好的針劑注入肖逸體內。很快肖逸的心電監視器便發出刺耳的警報，醫生緊急搶救後無奈宣布肖逸死亡，姚瑤趁亂混在護士中離開了病房。同時，醫院走廊裡，嘉惠假扮成病人，正暗中觀察著這邊發生的一切。而高天陽也注意到了這位神祕的女病人，一路跟蹤過去，卻被嘉惠甩開。吳熙匆匆趕至醫院便得知肖逸死亡的消息，衣櫃裡的腳印引起了吳熙的懷疑，肖逸之死恐怕並不簡單。

遊艇上，托尼收到高天陽完成任務的消息，這才將泡在海水中的黃子誠救了上來。高天陽要求姚瑤必須隱瞞自己已經被夜霧拉下水的事實，並從此與黃子誠一刀兩斷。高天陽到海邊接回黃子誠。黃子誠的第一句話便是慶幸高天陽猜中了之後將會發生的一切！時間退回黃子誠被擄走之前與高天陽的最後一次談話。早在那時，高天陽便已勘破，夜霧已經開始讓姚瑤暗中調查黃子誠，黃子誠難逃此劫。高天陽提醒黃子誠，如果他身處險境，可以主動供出自己。大難不死之後，黃子誠向高天陽求情希望可以放姚瑤一馬，高天陽卻不置可否，只要求黃子誠退出行動，當回普通人，黃子誠答應了。退出行動後，黃子誠卻陷入迷茫中，姚瑤為了救他，在間諜的圈套中越陷越深，他不知道接下來二人該何去何從。黃子誠帶著複雜的心情找到姚瑤，姚瑤態度冷淡，提出了分手。此時另一邊，吳熙已經開始懷疑高天陽，為解答吳熙的疑惑，高天陽帶著她去了國安秘密聯絡據點——「漁翁行動」的指揮部。吳熙這才意識到，原來高天陽的反常，都是有原因的，而吳熙對高天陽的懷疑，也是取信於嘉惠的重要一環。

姚瑤已完全落入夜霧掌中，黃子誠大受打擊，約黃家明和高天陽去大排檔喝酒買醉。看著黃子誠這幅沮喪的狀態，高天陽雖明面上堅持拒絕黃子誠繼續參與任務，卻在不經意間提示了「哲也」這個關鍵字。聰明的黃子誠立刻意會到高天陽的意圖。黃子誠在姜小花的幫助下，開始打聽哲也的情報。黃子誠聯繫吳熙，提供了他在特工遊戲中獲得的情報，有一個名為「烏鴉」的遊戲用戶，在遊戲中爆料問答網站「ZY」一直在洩露用戶隱私。黃子誠懷疑爆料中提到的“ZY”就是哲也公司，而特工任務一直在利用哲也甄選玩家，吳熙指示黃子誠繼續調查，找到“烏鴉”，想辦法摸清他手裡的料。遊戲裡，玩家「Z」和「烏鴉」正在進行一場秘密的交易談判。「烏鴉」手中握有哲也洩漏用戶隱私的證據，要「Z」用一千個虛擬幣來交換這份證據。「Z」同意交易，但要求三天時間籌錢。周哲一從特工遊戲中下線，原來神秘的玩家“Z”，正是哲也總裁周哲一。

高天陽潛入嘉惠的神秘閣樓，發現了數頂假髮及各種化妝工具，還有一個戒菸糖的盒子，正是黃家明經常吃的那款，高天陽警覺起來。高天陽透過在閣樓安裝的秘密監聽設備，得知嘉惠五點半要去港口市集與一個叫巴頌的人接頭。高天陽立即部署行動，對嘉惠實施追蹤。不料在抓捕過程中，夜霧線人埋伏在附近樓頂，發現了國安人員的蹤跡，國安局只好提前實施抓捕行動。嘉惠再次威脅高天陽，高天陽為了迷惑夜霧，決定放長線釣大魚，縱容嘉惠毀掉樣本，從集市逃走，最終國安只抓捕了接頭人巴頌。巴頌表面身分是個海員，代號“車夫”，可他只負責運送情報，根本不了解津海的情況。高天陽查到嘉惠毀掉的透明液體是一份生物實驗樣本，也意味著果如他所料，生物集團裡還有一名未知的間諜。高天陽警告嘉惠不要再給自己找麻煩。嘉惠不以為意，反而質問他為何這次行動會被國安局跟蹤。高天陽告知是巴頌已被國安局盯上，嘉惠將信將疑，兩人針鋒相對，不歡而散。

吳熙和黃子誠透過獵頭，把調查焦點放在了詩琪身上。黃子誠來到了哲也集團，發現姚瑤也在跟蹤詩琪，他提醒姚瑤要小心周哲一。姚瑤卻讓黃子誠不要再管她的事。吳熙帶著國安人員找到詩琪，詩琪這才意識到事情的嚴重性，說出哲也洩漏訊息的經過，並答應帶吳熙回家拿證據。而此時，居酒屋的服務生冉飛，已經暗中潛入詩琪的家中，將詩琪存放在電腦中的證據清除乾淨。原來冉飛也是夜霧間諜。居酒屋裡，嘉惠依舊氣定神閒地招待著客人，高天陽突然察覺冉飛失蹤了，立即打電話派人支援吳熙，並緊急趕往詩琪家。此時，詩琪正打開指紋鎖，帶著吳熙進入家中，直奔藏U盤的地點，卻發現U盤不翼而飛了。很快地詩琪開始感覺頭暈，隨後就昏迷不醒了。原來，冉飛早在指紋鎖上噴灑了一層毒液。吳熙發現詩琪有中毒跡象，正要施救，藏在暗處的冉飛突然出現，和吳熙展開搏鬥，吳熙逐漸不敵，幸好此時高天陽帶著國安人員趕到，救下吳熙和詩琪，將冉飛緝拿歸案。嘉惠一直沒能等到冉飛，明白他的身分已經暴露，匆忙離開居酒屋。

夜霧的兩次行動接連失敗，餘先生懷疑高天陽和哲也都出了問題。為了安全起見，餘先生指示周哲一切斷了哲也網站和遊戲伺服器的資料傳輸通道。詩琪醒來後發現自己保存的兩份證據全都被銷毀，而落網的冉飛也並不配合國安的審訊，始終緘口不言。高天陽回到家中，卻看到早已在這等待多時的嘉惠。嘉惠身分暴露，為避免落入國安手中，選擇躲在高天陽家中。高天陽如實告訴嘉惠，冉飛快就會供出他們，他要離開津海。嘉惠則告訴高天陽，他一旦離開津海，將對夜霧毫無用處，性命難保，嘉惠向高天陽保證，冉飛絕對不會供出他們。為了釐清行動暴露的原因，周哲一登入特務遊戲調查，發現黃子誠曾經接觸過「烏鴉」。周哲一找到姚瑤，姚瑤只好承認，她在跟蹤詩琪的過程中被黃子誠發現。姚瑤和黃子誠再次約在飛鏢酒吧見面，姚瑤告訴黃子誠詩琪的下場讓她害怕，她想弄清楚周哲一的真實身份，將功贖罪。黃子誠答應幫助姚瑤，潛入周哲一的辦公室一起調查。

姚瑤通知周哲一黃子誠潛入他辦公室一事，重新獲得了周哲一的信任。面對姚瑤的投誠，周哲一主動告訴姚瑤，特工任務是他朋友「Z」創建的，並對姚瑤說起了他們當年一起開發遊戲，以及創辦哲也網站的歷史。姚瑤轉頭便把這一切都告訴高天陽。原來，姚瑤早已棄暗投明，選擇做高天陽的線人，他們利用黃子誠上演了一出苦肉計，為的是獲取了周哲一的信任。高天陽懷疑周哲一所謂的那個朋友「Z」就是他自己。此人十分狡猾，遊戲的伺服器放在了國外，現在沒有證據無法深入調查，高天陽讓姚瑤留在周哲一身邊，繼續調查特工遊戲。嘉惠也為高天陽安排了新任務，讓他利用黃子誠和黃家明竊取研究院最新實驗HY106的實驗成果。高天陽答應完成這項任務，並和餘先生達成協議，任務結束後，他必須拿到一大筆錢，離開津海。而此時的餘先生已經不再信任高天陽。黃子誠已經猜到自己只是姚瑤用來取信於周哲一的“工具”，得到高天陽肯定的回答後，黃子誠高興不已，慶幸姚瑤終於棄暗投明。

姚瑤不忍牽連黃子誠，但黃子誠下定決心同去，此次出國一路兇險，臨行前，黃子誠帶著姚瑤一起逛街，拍婚紗照，兩人決定好好珍惜剩下的時間。秦處已經猜到夜霧讓高天陽去拿資料是在試探他，定會派間諜監視，便讓吳熙配合高天陽演好這場戲，利用這次機會找到那個研究所隱藏的間諜。吳熙擔憂高天陽是在以身涉險。高天陽向吳熙承諾，自己一定會安全歸來。黃子誠在工作中取得了進入研究院資料中心的權限，開始為最後的任務做準備。在高天陽執行任務之前，嘉惠對著高天陽談起了自己的過往。原來，嘉惠是被餘先生領養的孤兒，餘先生將她送入間諜訓練營，弱肉強食，不斷殘酷淘汰其他夥伴，嘉惠才得以活到現在，成為夜霧的機器。嘉惠用自己的故事告訴高天陽，一個人要永遠保持利用價值，才能活下去。終極任務終於開始，黃子誠在研究院的系統中植入病毒，給高天陽製造竊取研究資料的機會，在黃子誠和高天陽的默契合作下，終於拿到了研究院HY106的研究資料。潛伏在研究所的神秘間諜也趁著這台契機，偷走了HY106的樣本。

生物集團網路出現系統故障，網路部受到領導問責。黃子誠站出來，主動辭職為此負責。黃子誠去見黃家明，表面上承認錯誤，實際上在用自己的方式向父親黃家明告別。高天陽拿著準備好的資料和嘉惠匯合，而嘉惠卻收到得手後就除掉高天陽的指示。吳熙一路尾隨高天陽，幫助高天陽在嘉惠面前製造出他的身分已經暴露的假象，高天陽要求嘉惠帶著他盡快離開津海。逃亡路上，嘉惠伺機殺死高天陽，就在高天陽命懸一線之際，嘉惠被及時趕到的國安人員抓捕。而嘉惠也終於明白過來，高天陽根本沒有叛變，一切都是國安布下的大局。根據嘉惠交代，國安局得知真正控制遊戲間諜網的人，正是「Z」先生。高天陽當著嘉惠的面聯絡托尼，但托尼根本不顧嘉惠的生死，表示只要高天陽能順利將機密帶出來，夜霧可以答應高天陽一切的條件。高天陽拒絕和夜霧談判，聲稱要帶著資料和嘉惠到國安局自首。

黃子誠放心不下姚瑤，一直在暗中跟蹤保護她。周哲一發現黃子誠在跟踪，命令姚瑤殺掉黃子誠，萬般無奈下姚瑤只能對著黃子誠開了槍。最終，姚瑤帶著研究樣本順利回歸夜霧，在餘先生眼中，姚瑤成為了堅定的夜霧間諜。另一邊，隱藏在研究所的間諜「邊博士」已經暴露，被國安緝拿歸案。邊博士這才意識到，他早已被國安盯上，夜霧這次竊取的樣本和研究資料也早已被國安替換。高天陽預料到夜霧會再次找邊博士確認樣本和研究資料的真實性，於是拿出U盤放在邊博士面前，要求邊博士把U盤裡的這份研究報告發給夜霧，協助姚瑤獲得餘先生的信任。此時黃子誠在醫院醒來，原來他早已猜到餘先生不會完全信任姚瑤，姚瑤必須用行動獲得餘先生的信任，於是黃子誠穿上了防彈衣，和姚瑤一起在夜霧面前表演了一齣戲碼，坐實了姚瑤的「潛逃間諜」身分。幾個月過去了，姚瑤已經成功打入特務任務總部，順利拿到了哲也向特務任務輸送使用者資料的證據。而黃子誠則完成了自己的夢想，加入了國安局。