苏菲（张歆艺 饰）本是医科大学的高材生，毕业后顺利分配至人民医院成为一名医生。她满怀着对事业的憧憬，却不幸陷入了情感的漩涡——她深深崇拜并倾心于刚学成归国的外科权威秦雨轩，却不知对方早已家室在身。秦雨轩刻意隐瞒真相，引诱苏菲与其发生了关系。得知被骗的苏菲痛不欲生，千方百计想要打掉胎儿，却因阴差阳错被派往山区医疗队而错过了时机。最终，孩子还是降生到了人间。为了隐瞒视听，苏菲在暗中秘密将孩子寄养在了一户善良的关姓人家中。然而，命运的咽喉并未就此松开。医院办公室主任李瑞生的真实身份竟是间谍组织的骨干。他无意中发现了苏菲偷取青霉素救治重病儿子的隐私，借此威逼利诱，迫使苏菲成为一名间谍，并将她派往研制核潜艇低噪音螺旋桨的海军851厂医务室潜伏。残酷的抉择接踵而至，原本单纯善良的苏菲被迫蜕变成一名双面女人，在双重人格的撕扯中苦苦挣扎。在851厂，掌握核心机密的总工程师张平凉（王志飞 饰）英俊儒雅。在日渐相处中，苏菲对他萌生了一种特殊的情愫，但她痛苦地明白，身处黑暗泥潭的自己根本不配也不能爱上他。与此同时，代理厂长王凯（刘斌 饰）对众人眼里热心善良的苏菲展开了热烈追求。迫于国家机密与亲生儿子都被特务组织牢牢掌控，内心万般煎熬的苏菲，最终含泪答应嫁给自己毫不爱的王凯。从此，心中明明深爱张平凉的她，一面要在人前与王凯扮演“恩爱夫妻”，一面又要利用丈夫的职权之便窃取机密。在间谍的深渊中，她越陷越深，在情感与良知的天平上不断失衡，一步步走向无可挽回的沉沦。