1949年,新中国建立之初。江山初定,百废待兴,和平的表象下没有硝烟的战争早已拉开序幕。败逃台湾的国民党接连向大陆派出特工,伺机破坏。为了应对接二连三的破坏活动,中共成立情报部门701局与敌方展开连番较量。同年10月初,701局控制的侦听局莫名消失,为了查清消失电台的下落,701局负责人老鬼(王学兵饰)授命代号二〇〇的张学宁(周迅饰)去上海寻找耳力超群的钢琴调音师罗三耳。结果阴差阳错,学宁找到了罗德小徒弟——耳力同样超群的盲人调音师阿兵(梁朝伟饰)。 阿兵不负众望,不仅通过层层严苛的考试,还在工作中一鸣惊人。在残酷的谍报战争中,阿兵和学宁之间某种情愫也暗暗滋生……
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