抗战初期，共产党员郭春光受党组织指派在上海以牙医身份做掩护，收集日伪情报。同时，国民党军统指派顾雪峰为新任军统上海站站长，组建代号为“十三钗”的女子别动队，任务为抗日锄奸、获取日军电报密码以及破坏日伪用以欺骗舆论的天长节等。地下党员郭春光从一开始就发现“十三钗”行动队是一支可以引导的抗日有生力量，于是以掩护身份混入队伍，从侧面策划和指导全盘行动。在“十三钗”行动队成功锄杀数个汉奸之后，日伪势力掀起疯狂反扑。顾雪峰被捕后叛变投敌，反过来疯狂追杀“十三钗”成员。关键时刻，地下党员郭春光挺身而出力挽狂澜，带领“十三钗”队员成功突围并谋划反击。在历尽艰险磨难之后，郭春光和别动队的姑娘们锄杀了目标汉奸和叛徒顾雪峰，获取了日军最新密码并破坏了日伪军精心策划的天长节后成功转移中共后方根据地，踏上新生之路。

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