黑室正式成立，依靠秦敖(刘小锋 饰)陆涯(董勇 饰)李克江(张秋歌 饰)等人的优秀能力，以及雅德利(山鹰 饰)在密码破译方面的造诣，黑室在很短的时间里就在破译密码、抵抗日军轰炸方面取得了可喜的成绩。陆涯无法原谅扈渝雯(汪芫 饰)对自己的欺骗，他冷淡地对待着扈渝雯，在一起工作的两人形同陌路。

扈渝雯得不到陆涯的谅解，只能向雅德利倾诉心中的苦闷。蒋委员长巡查西南战线的云岫行动秘密展开，黑室没能遏止住重庆猖獗的间谍活动，加上雅德利酗酒延误了破译工作，蒋委员长行踪泄露，遭遇日方轰炸。黑室受到了严厉批评，经历了一次重大挫折。

众人都承担了责任，雅德利开始端正自己的工作态度。通过黑室成员的不懈努力，泄露云岫行动的日本间谍终于被俘。顽固的日本间谍自杀了，他让黑室意识到重庆还隐藏着许多间谍，他们未来的路还很长。唐大铭(仇永力 饰)为了犒劳黑室成员的辛劳，举行了一场庆祝舞会。

舞会上，雅德利受到了黑龙会的暗杀，多亏陆涯的保护才躲过一劫。四姐的身影出现在了重庆，她现在的身份是慈善商会的会长罗兰(张恒 饰)夫人，并和黑室有着亲密的接触。