1939年，东北辽河泛滥、南满遭灾，饿殍遍地。逃荒途中，生命垂危的姐弟俩关雪（杨幂 饰）和关凯被仗义出手的宋卓武（秦昊 饰）一力救下。两天后，土匪杀人抢粮，将三人冲散，三人从此生死天各一方，杳无音讯。
六年后，1945年，哈尔滨已是伪满的天下。关雪，现已摇身一变成为警察厅特务科科长。这一天，她突然接到当年参与杀害卓武的暴民的消息。赶到之时，暴民正与另一个浑身是血的小巡警殊死一搏。关雪这才猛然发现，眼前的这名小巡警竟是“死而复生"的卓武！
当关雪喊着卓武的名字，小巡警宋卓文（秦昊 饰）才意识到，眼前的特务头子，竟阴差阳错地将自己认成了那个失散多年的双胞胎哥哥。惊喜交加的关雪赶紧把卓文接了回去，诚邀他加入特务科
一切来得惊喜又突然。原来，卓文是哈尔滨一名中共地下党员，党组织一直在寻找打入伪满特务机构的机会。眼前似乎正是一个好机会！但兄弟俩虽然相貌一致，却性格迥异：一文一武，卓文心思缜密、冷静睿智；卓武性格豪放、身手了得。更何况，他也丝毫不了解卓武与关雪的过往。
在党组织的准许下，卓文决定兵行险着，将错就错，以卓武的身份潜伏进入特务科。可关雪已不是曾经稚嫩的少女，多年的特工训练，使她开始步步试探这个“性情大变”的“宋大哥”。而特务科其他人面对眼前这个科长的“关系户”，也纷纷见雀张罗。
当宋卓文使劲浑身解数，终于取得关雪和日本高官的信任之时，警察厅特务科中，突然有人看见另一个长相一样的人，正大摇大摆地走在哈尔滨街头......

90年代初期，流落在我国西南边境外莽林中的国民党312师，因为不是蒋介石的嫡系部队，被台湾当局抛弃。师长关德海将队伍全部拉进深山老林，在热带原始森林里安营扎寨。军需副官林效祖因泄露了312师驻地的情报又私带毒品逃走被处以极刑。下级军官李文心也因逃跑被发配到"大炮王"的班里当兵。这时，台湾当局宣称东南亚的撤兵已结束，以后概不承认该地区冒用国民党番号的部队。师长关德海向部队宣布312师已不复存在，对外改称"难民村"，自谋生路。从此，312师的士兵们终日站在密林里伐树开荒。一天，精通英文的李文心被师长叫到地窖里，见到了美国《时代周刊》的记者乔治·斯坦纳，他是因为听说关德海驻扎此地是为了玉石和毒品生意，特前来采访。关德海大怒，下令没收了他的照相机。有家难归，有国难投的生活，使312师的下级官兵们极度苦闷。李文心忍无可忍，又一次逃跑。然而，刚出虎口，又入狼窝，被另一伙国民党残兵押进了"逃兵村"。李文心吃惊地看到在这里偷生的人竟是自己的同乡。同乡王老栓把一只一直挂在身边、刻有"洛阳·王富喜"的酒葫芦交给李文心，并帮助他逃出了狼窝。不想，李文心半路上又被一支匪马帮俘虏，作为交换人质重被押回"难民村"。关德海命他做自己的独生女关爱娇的英语老师。一天晚上，李文心无意中看到从事毒品生产的士兵和一包包的"海洛因"，他恍然大悟。一天，关德海让斯坦纳前来参观烧荒，想利用他做部队进行正常生产的宣传。李文心用英语将真相告诉了斯坦纳，并把自己整理好的材料交给了他。借着火势的掩护，斯坦纳和李文心分头逃离了"难民村"。在"大炮王"等正直官兵的拼死掩护下，李文心历尽艰辛，终于来到了祖国边境的界碑前……