故事发生在1941年，苏联面临着腹背受敌空前危机中——纳粹德国对苏宣战，毗邻苏联远东地区的满洲国，以成田为首的“北进派”随时可能大举进犯苏联。在此番情势下，苏联远东情报局决定实施代号为“论持久战”的秘密计划。中共地下党员唐飞在反法西斯战争胶着状态下临危受命，回国化身瓦吉姆上校打入日本驻东北某地警察局，意图联合韩国、俄国两方的特工，铲除日军头目。
期间，唐飞在保安局中结识了科长蔡梦，一个因国仇家恨而潜入在此的抗日民主分子。另一方面，唐飞也以自己的英勇机敏博得了成田的信任而被提拔为保安局的重要人员。然而，事情却没有想象中那般进展得顺利，唐飞因为在远东情报局的内鬼而掉进福原设计的陷阱中导致自己身份暴露。倔强的唐飞也并没有因此而放弃， 在极其艰险的处境中仍然不忘自己肩负的使命，最终以自己的机智和勇敢成功完成了近乎不可能完成的“论持久战”计划。身份暴露，唐飞身处险境一事很快传至苏联，苏共格拉姆将军决定用一名重要的日本间谍换回唐飞，固执的唐飞在认为自己已经完成任务后不再愿意组织付出更多无谓的牺牲而在交换的瞬间纵身跃入山崖。蔡梦被唐飞舍生取义的精神深深震撼了，当唐飞被送入海滨疗养院期间，她一直无微不至的照顾着唐飞。好在老天眷顾，唐飞最终醒来，并且睁开眼看见的第一个景象便是晨曦中的蔡梦……