1940年春，原中國國民黨副主席汪精衛與日本政府媾和，在南京成立新的“國民政府”，自此，對日抗戰進入新的“三國”時期——汪精衛的南京國民政府，蔣介石的重慶國民政府，毛澤東領導的陝甘寧邊區政府勢成三足鼎立，各自為政，互為掣肘。汪精衛上任後展開三大政策：在勢力範圍內展開建軍，清鄉剿共，同時誘招失意蔣派軍政要員入閣……
  在一個平常的夜晚，發生了一件不平常的事。原因是日軍及偽政府的高級將領屢遭暗殺。在一次暗殺失手後，一位被捕的女同志被用盡各種酷刑後始終沒有洩露半點機密，最後卻被一個老中醫的針灸征服了，老中醫的銀針插在奄奄一息的女同志身上，日軍終於得到了情報。武田判斷，只有內部情報已遭洩露的情況下，這些抗日殺手才能屢次得手，司令部藏有一位代號為“老鬼”的共產黨，而“老鬼”在不知行動洩露的情況下，依然發出了錯誤的情報。武田在截獲這份的情報後，對汪偽政府直屬單位“華北剿匪司令部”的情報人員展開了調查，希望能在五天后對刺殺人員甕中捉鱉。
  於是在這個夜晚五個情報人員被騙到了封閉的裘莊，分別是偽軍軍事參謀部部長吳志國，偽軍總司令侍從官白小年，偽軍軍機處譯電科科長李寧玉，偽軍軍機處譯電科科員顧曉夢，偽軍軍機處處長金生火。武田鎖定了“老鬼在這五人中”，調查的期限只有五天。住在不同的房間，大家都打著自己的算盤，隔壁房間的吳志國（張涵予）在陽台上唱起了空城計，顧曉夢和李寧玉也到了陽台上各有所思。李寧玉的旗袍破了，顧曉夢幫她縫了起來。
  進行了第一輪談話後，沒有絲毫破綻。武田決定鑑定五個人的筆跡，讓每個人寫了自己的生平簡介。通過字跡白小年被鎖定為第一個嫌疑人，陰柔的白小年（蘇有朋）不堪種種酷刑後死了，到死都不知道自己是怎麼被陷害。武田鎖定了第二個人——李寧玉（李冰冰），李寧玉是美國名校畢業的密碼人才，業務級別和水平高。李寧玉心裡想的只是男友劉林宗，在自己被軟禁前的一個星期劉林宗失踪了。武田試圖打開李寧玉的心裡防線，並測量李寧玉身體各個部分的尺寸讓李寧玉受盡侮辱。
  老鬼必然還在剩下的三個人中，氣氛更緊張了。反日的情報人員試圖讓張貼情報的瘸子接近裘莊，整理垃圾，試圖找到突破口。被武田暗中發現，在吃飯時故意讓瘸子接近，收拾餐桌，試探大家的表情。李寧玉再也經不起折磨，在餐桌上掀起桌子，憤怒而去。武田觀察到表情最自然的是金生火，李寧玉實屬一個墜入愛河的性情中人，對二人排除了嫌疑。在審問後，本來要送金生火回房間，膽小的金生火再也經不起折騰，以為要對自己施刑，槍口對準自己結束了生命。
  氣氛更緊張了，展開了吳志國和顧曉夢的鬥爭。顧曉夢心裡“恨透”吳志國，開始的時候顧曉夢就向武田說明在自己經手情報時，吳志國看過情報，而吳志國也曾闖入顧曉夢的房間，企圖侮辱顧曉夢。顧曉夢和吳志國被關到了同一間正在被監聽的屋子，武田企圖通過監聽得到信息，經過一段時間的沉寂，顧曉夢終於有了聲音，說要舉報吳志國，自己撿到吳志國的半根煙，這根煙上有情報密碼“撤”。顧曉夢把煙交給了武田。於是對吳志國施酷刑，硬漢子吳志國面對酷刑不屈不撓，始終不肯承認，甚至在面對針灸的酷刑時仍然嘲諷武田。在最後一刻，顧曉夢終於向李寧玉坦白了，自己就是老鬼，吳志國是被自己陷害的，遞給李寧玉半包吳志國抽的那個牌子的煙，讓她去舉報自己。李寧玉不肯，並也不能諒解劉林宗利用自己。最終李寧玉拿著煙告訴武田在曉夢被子裡發現的。這時吳志國已奄奄一息，也解除了對吳志國的懷疑，老鬼最終找到了，就是嫵媚的顧曉夢，沒有人懷疑過她。武田企圖對曉夢用刑找到老鬼的上級老槍，並以曉夢家人的安全來威脅，曉夢終於同意和武田單獨談話。曉夢用言語激將了仕途坎坷的武田，武田終於發怒，曉夢已經打開了自己的手銬，正在和武田廝打的時候，王田香進門打中了顧曉夢，這時武田才發現已經上當，曉夢就是決定犧牲自己，結束了自己的生命。這時司令部已經死了兩個情報人員，還有吳志國在醫院被搶救。
  司令發現，武田假傳聖旨執行了這次調查。武田在軍事會議上毆打長官，即將戴罪回國，武田的爺爺曾經戰敗自殺，這一直是武田心裡最脆弱的地方，這次假傳自己被授權展開調查也是想在回日本前立功，不用戴罪回國。司令和武田決定讓王田香來承擔所有罪名，王田香發現企圖逃跑的時候被槍殺了。
  三個月以後，武田作為戰犯即將回國，自己還在欣然自己可以回家的時候，卻被吳志國刺殺了。
吳志國找到了在工廠工作的李寧玉，吳志國告訴李寧玉，當晚自己唱起空城計的時候，曉夢和吳志國就已經心照不宣了。吳志國就是老槍，而曉夢並不知道。二人明白了立場後就立刻表現出了對立，為了保一個人出去送情報。在吳志國闖入房間的那晚，曉夢說了自己有辦法送情報出去，但吳志國並不知道曉夢把情報繡在了內衣上，打算犧牲自己。吳志國確定曉夢能帶出情報的情況下，決定承擔一切。在吳志國受盡酷刑奄奄一息的時候，還在唱空城計，並用不同的腔調向醫院的同志傳送著情報，搶救人員中的情報人員立刻發出了情報。再加上曉夢犧牲，被帶出裘莊後內衣上的情報。武田和司令甕中捉鱉的計劃失敗，抗日英雄們的刺殺計劃在得到情報後就取消了。李寧玉取出了當年曉夢幫自己補的旗袍，上面的針法確是曉夢用摩斯碼給李寧玉的遺言。此時李寧玉已泣不成聲。
  這是一部優秀的電影，在經濟橫飛的今日，我們不能忘記革命先烈的鮮血。這部電影延續了華誼以情節和細節取勝的風格。
  黃曉明挑戰武田的角色讓大家再一次肯定他的演技，而蘇有朋挑戰邊緣角色也展示了自己已經從過去的偶像派過渡到了演技派。張涵予又一次讓大家看到了男人本色，英達和王志文的演技也是不言而喻。李冰冰和周迅的演技讓影片增色不少。