由于叛徒的告密，哈尔滨的地下间谍张善茂被捕了。一个只有唐先生才能破译的密码，落到了日本关东军司令部宪兵队队长宋琦手里。一旦密电被关东军破译，将给哈尔滨的地下党组织带来毁灭性的打击。抗日冲锋队的任务是不惜一切代价夺回暗号，救出间谍唐先生。

日本关东军司令部为了破译这一暗号，专门招募了早年在东京留学的高级间谍张善茂赶赴双城，帮助宋琪破译这一暗号。投敌的张善茂性格古怪。此时，张善茂正在回新疆的火车上，收到了关东军司令部司令宫本的紧急电报。张善茂在中途经过的双城下车。

张善茂的行动给了抗日的帝国冲锋队一个机会。李朝阳率队赶上开往新疆的火车，在半路上截住了张善茂。负责侦察的金花从张善茂的软卧包厢回来，大吃一惊。汉奸张善茂长得像方先生，冲锋队才知道省委的目的。根据省委特委的行动意图，很快以狸猫换太子的方式，把方先生变成了高级间谍张善茂。

方先生改造后的张山茂、贴身侍卫李朝阳、生活助理金花在双城下车，受到队长宋琦的热烈欢迎。狡猾的宋·祁鸣安排张善茂一行尽快破译这些密码，但暗地里他却在监视着张善茂的真实性。勇气、胆量和耐心在悄悄较劲。地下党组织发来了一个坏消息。被甩下火车的张善茂及其贴身警卫和生活助理被日军发现，张善茂正在抢救中。

时间紧迫。一旦宋祁发现关东军司令部派来的高级间谍是假的，李朝阳、方先生和金花的处境就非常危险了。在宋祁知道“张三毛”的真实身份，真正的张三毛没有醒来之前，李朝阳决定以“张三毛”的古怪气质向宋祁施压，让宋祁拿出真正的密语，同时让唐先生现身。

离关东军限定的解码时间还有几个小时。宋祁在关东军的压力下交出了密电，同时让张善茂去见唐先生。真实的张山猫醒来后，李朝阳决定改变行动计划，用外围的“老锁”、“老贼”、“老头”救出唐先生。为了迷惑，方先生死在了，这才使得密码任务圆满完成。