苏菲（张歆艺饰）是医科大学的高材生，毕业后分配到人民医院当了医生，非常崇拜刚刚学成归国的外科权威秦雨轩。秦隐瞒了自己有家有室的真相，引诱苏菲与他发生了关系。
得知真情的苏菲千方百计要做掉胎儿。阴差阳错，孩子还是来到了人间。苏菲为隐瞒视听，秘密地把孩子寄放在一户关姓人家抚养。
医院办公室主任李瑞生是间谍组织的骨干，在发现苏菲的隐私之后，威逼利诱苏菲成为了一名间谍份子并将她派往研制核潜艇低噪音螺旋浆的海军851厂医务室潜伏。
残酷的抉择接踵而至，于是，她成为一名双面女人，一名时时在双重人格中挣扎的女间谍。
掌握核心机密的851厂总工程师张平凉（王志飞饰）英俊儒雅，在接触中苏菲对他日渐有了一种特殊的好感，但她却知道自己不能爱上他；而代理厂长王凯（刘斌饰）对于众人眼里热心善良的苏菲展开了追求，迫于秘密和儿子都被特务组织所掌控，内心万般煎熬之下苏菲答应嫁给自己并不爱的王凯，从此心中明明喜爱张平凉的她一面要与王凯“恩爱非常”，一面又要通过王凯窃取机密。她在间谍的泥潭中越陷越深，在情感和良知的天秤上不断失衡而沉沦。