1946年底，战争即将拉开序幕，国民党军在豫南地区包围了我解放军某独立团。为延缓敌人的进攻，确保人民群众安全转移，战地文工团演员邓远达因长相酷似国民党特工林雄波，而被我党情报部门选中，冒名顶替已经身亡的林雄波，向国民党派送假情报，从此开始了他历经生死的人生。同时，情报人员叶淑婷聪明敏锐，暗中辅助毫无经验的邓远达完成一项又一项艰难任务。
国民党情报处王牌特工林雄波接到国民党情报处处长费思清的任务：前往商城县接应鸠占拿到解放军独立团的军情图。鸠占就是国民党安插在解放军独立团的特务即解放军独立团保卫处副处长罗建明。林雄波按照约定好的接头方式来到了平顶客栈三号房与鸠占成功接头。罗建明将一个纸条交给林雄波：广场戏台，晚会后老地方。
罗建明回到保卫处后特意向商城县保卫处龙处长提起参加军民联欢会。龙处长觉得现在形式紧急不适合放松，便提议让罗建明做保卫处的代表去参加联欢。罗建明表面上假意鼓动大家参加联欢，实际上是为自己和黑熊林雄波接头创造条件。
罗建明在去晚会前发了一份电报给情报处，接到电报的是一直对林雄波怀有好感的国民党译电员阮冰心，阮冰心看到来自商城县的电报上有林雄波的消息，不免有些担心他的去处和安全，因而显得有些魂不守舍。这些都被国民党情报处副处长钱诀看到了眼里(真实身份中国共产党地下党员，代号十月)，于是上前询问。阮冰心将电报拿给钱诀看，钱诀表面上不动声色，内心却十分震惊，鸠占这个国民党安插在我党的重要棋子竟然在这如此重要的时间节点死而复生了，而代号黑熊的林雄波又在执行什么绝密的行动，连自己这情报处的副处长都毫不知情，直觉告诉他这个行动将会威胁到在商城县解放军独立团的安危。
国民党情报处处长费思清对于林雄波这次行动抱了很大的期许，因为他明白如果此次任务可以顺利完成这将是大功一件。所以当他面对侄女阮冰心的询问时也没有明确回答，只是说是一件充满功勋的事情。
费思清接到电报后迅速打电话给局座汇报：林雄波顺利到达商城县并与罗建明确定好了接头时间，接应队伍也安排妥当。这一切都被在屋外的钱诀听到了。费思清感到屋外有人迅速反应，而并没有看到人影费思清最终把目光定到了副处长钱诀的办公室。钱诀打探好消息就迅速通过安排在外面的卖烟小贩传递出去，并一再叮嘱这个情况很重要。
另一边接到消息的商城县解放军独立团周团长和保卫处龙处长也在思考认为国民党之所以按兵不动就是在等军情图。并且也进一步推断出鸠占不是普通战士，于是提出方法找人跟踪林雄波，然后谁和林雄波接头谁就是鸠占。接到这个任务的是中共情报员军分区安保干部叶淑婷，叶淑婷在与林雄波擦肩而过的一瞬间敏锐的闻到了林雄波身上的香水和大烟味，商城县很难找到既喷香水又抽大烟人。于是叶淑婷敏锐的锁定了目标，直觉告诉他这个人就是林雄波。聪明的叶淑婷让小战士传话让保卫处所有人去晚会现场。而叶淑婷跟在林雄波的身后。躲在暗处的罗建明一直在观察动向，小战士简单的说明大家都来看节目的原因立马引起了罗建明的警觉。他偷听到了叶淑婷和龙处长的对话，知道林雄波已经暴露了。林雄波到达指定地点，刚拿到罗建明放好的胶卷就被叶淑婷持枪制止，然后二人发生了打斗，林雄波误打误撞跑到了晚会的后台看到了和自己长得一模一样的文工团演员邓远达，于是急中生智把邓远达打昏然后乔装打扮，后面追来的叶淑婷一开始没有发现什么后来看到了被打晕的邓远达也就明白了过来。后来将林雄波逼到了绝路，两人进行了殊死搏斗，不分上下。一直躲在暗处的罗建明为保全自己向林雄波放了枪。林雄波中枪倒地，保卫处围拢过来，大家发现罗建明不知所踪，龙处长也就确认了罗建明就是鸠占的事实。当大家赶到罗建明的住处，罗建明还在发电报，由于时间有限，仅仅发出黑熊已暴露的消息。罗建明被捕后隐瞒了电报发出的消息。并按照龙处长的要求发了一封黑熊成功拿到情报的电报。
阮冰心译出电报后非常着急，钱诀意识到事情发生了变化。在办公室外听到了费思清和接应小分队队长张定的对话，要求晚上十二点一定见到林雄波本人，确定它是否叛变，以及他干了些什么。因为两封电报的不一致让费思清很是纠结。
接到消息的叶淑婷，周团长，龙处长三人商议，因为真正的林雄波受伤抢救无效身亡，叶淑婷提议由和林雄波长相相同的邓远达化装成林雄波。周团长将任务交给了邓远达，并派出叶淑婷保护邓远达的安全。
邓远达胆小，手无缚鸡之力因而不知道如何进行这些任务，林雄波嗜酒好毒，风流成性，这与邓远达完全搭不上边，因而，邓远达与张定一见面就漏了马脚，由于费思清交代过张定要好好盘查，因而张定见面后一再试探。这让暗处的叶淑婷感觉到了不对劲。当张定一行人感觉不对打算发电报汇报时，叶淑婷夺门而入，将六人统统干掉。没想到其中一个人临死前依旧发去了黑熊不对劲的电报，译出电报的阮冰心害怕这个电报会对林雄波不利，于是打算私藏电报，恰巧被钱诀看到，钱诀收到电报查觉到不对，也暂时搞不清楚阮冰心和林雄波的关系，一时间也不知道如何处置。阮冰心正好苦苦哀求，于是他就做了顺水人情，假装没看见。
接到消息的周团长和龙处长此时意识到了事情的不对，发现了罗建明的隐瞒，假装做出全城通缉林雄波的假象迷惑国民党情报处。龙处长又让罗建明发出了一封林雄波因为被击杀需要救援的电报。在路上的叶淑婷也发现了罗建明环节的差错。
费思清召集钱诀等人召开会议，分析现在的情况，正在此时收到了商城县的电报，钱诀借此做出了解释：林雄波拿到情报被共产党察觉，共产党派人追杀，张定一行人为林雄波而死。正在此时，费思清接到了林雄波正在被全城通缉的消息。于是肯定了钱诀的想法。钱诀进一步提议增派救援队伍，保护林雄波的安全。
回到商城县的邓远达发现自己被全城通缉，叶淑婷也没搞清状况，于是去询问周团长，邓远达决定去文工团看一看，结果被大家当成林雄波追打。幸好叶淑婷及时赶到，并向邓远达做出了解释。
铁核桃之无间风云第2集剧情介绍邓远达和叶淑婷回到商城县，发现全城都在通缉自己，大感震惊。邓远达想暂时到文工团藏身，不料文工团正在为邓远达举行葬礼。导演的一番致辞，让邓远达深受感动。这时，一个女团员发现了邓远达，大惊失色。导演向众人揭发他是害死邓远达的林雄波。文工团集体追捕邓远达，途遇缉逃队队长秦勇，与他一起夹击了邓远达。叶淑婷及时出现，救走了他。
逃跑间，邓远达与叶淑婷躲进了仓库柜子，秦勇发现了，却装作不知情，带着手下离开了。邓远达闹脾气说不干了，但经发泄之后说那只是气话。
叶淑婷说明了缉拿他的缘由，二人乔装打扮之后混在送货工人当中，准备离开商城县。在叶淑婷的帮助下，事情进展得很顺利，就在即将出城的时候，邓远达的货车翻倒了，在他即将暴露的时候，秦勇赶来化解了危机。
国民党探子将林雄波历经艰险，成功离开商城县的消息禀报给了第二接应小分队队长李末。李末将情况报告给了费思清，费思清让其去接应林雄波。邓远达与叶淑婷逃到郊外，叶淑婷准备静观其变，邓远达却略显急躁。叶淑婷教他射击，他也不领情。这时，第二支接应小分队的成员，寻到了郊外。邓远达根据叶淑婷的指示，成功取信了对方。对方让邓远达乘坐火车到驻马店与李末会合。
考虑到林雄波是个训练有素的特工，叶淑婷带邓远达到另外一个车厢乘车。过程中，邓远达引起骚动，秦队长不得已对他实行了抓捕。被带到客栈的邓远达还不知道自己被两个特务监视，经叶淑婷和秦队长解释，邓远达认识到了自己的错误。
李末带人去营救林雄波，与秦队长等人展开了激烈的枪战。秦队长假装不敌撤退，却引起李末的怀疑。面对李末的试探，邓远达漏洞百出。李末准备向费思清报告情况，叶淑婷割开绳子，解脱束缚，将第二接应小分队全体歼灭，自己却险些丧命于李末枪下。紧急时刻，邓远达开枪击毙了李末。看着熟睡中依然惊惶不安的邓远达，叶淑婷心中充满了矛盾。她给龙处长发去电报，汇报事情的进展。龙处长既欣慰又担心，他给钱诀发去密电，希望他想办法在邓远达到达郑州之前，促成情报的交接任务。
郑州地下党负责人老冷叫来了钱诀，给他传达了任务。钱诀亦将阮冰心与林雄波关系非同一般透露给了老冷。钱诀思考着各种完成任务的可能性，他前去费思清的办公室找他，正巧遇上费思清因接应林雄波任务失败被上级痛骂，费思清心情差到极点。钱诀向费思清毛遂自荐去接应林雄波，费思清回绝了他。这时，情报处行动队副队长孟大川来了，费思清将接应任务交给了他。为了不引起费思清的怀疑，钱诀没有做过多的争取。可他始料不及的是，绥靖公署这边居然先发生了意外。译电科科长王玉兰来找阮冰心拿档案室的钥匙，恰巧阮冰心请假，她在阮冰心抽屉寻找钥匙时，无意中发现了她先前私藏的电报。费思清得知此事，勃然大怒，让应队长捉拿了阮冰心。同时，费思清也察觉到了这次接应任务中的几个重大疑点。
阮冰心在医院检查身体，原来她已经怀有身孕。邓远达发现自己扮演林雄波的一个重要漏洞：声音。叶淑婷提议他将声音弄坏，邓远达却说声音比他的生命更重要。
费思清召开了紧急会议，他怀疑林雄波已经叛变。钱诀为林雄波开脱，王玉兰与应队长也赞同他的观点，费思清决定将林雄波先抓回来再说。邓远达终究还是将自己的嗓子给毁了，他高声呐喊：自己再也不是演员了。
钱诀将费思清的计划传回独立团，叶淑婷让邓远达在许昌客栈等她回来，她有些事情暂时离开一下。阮冰心来找费思清，告知他自己怀了林雄波的骨肉，费思清虽然气急，却也饶了阮冰心一命。
孟大川来到许昌客栈找到了邓远达，邓远达本想跟他走，却临时想到叶淑婷临走时带走了情报胶卷，便寻找借口不愿离开，孟大川用枪胁迫他上了轿车。叶淑婷回来刚好看到邓远达被带至了许昌大饭店。孟大川告诉邓远达，附近除了他的人之外，还埋伏着一个加强营。
叶淑婷正在想办法混进许昌大饭店，这时老冷来与她接头。将费思清的计划告诉给了叶淑婷，并告诉她，就算邓远达交出了情报，费思清也会把邓远达带回郑州。