抗战时期，国民党军队组建了以陈一鸣少校为首的伞兵突击队。突击队的成员来自集中营和各个监狱的囚犯，任务就是暗杀日本驻华特务头目中村一郎。陈一鸣找到了自己的老部下冷锋，两人又招募了上海滩着名的老千小K，燕子门的掌门人燕子六，建筑系硕士、共产党的谍报员书生，日本陆军航空队战俘藤原刚和中村一郎以前的恋人、上海滩的歌女蝴蝶，几人通过了严酷的训练……
中村一郎逮捕了美国海军情报署的特工史密斯夫妇。美国海军上校梅乐斯找到了国民党军队，请求营救史密斯夫妇。共产党南京联络站站长黄云晴通过潜伏在日军里的内线布谷鸟搞到了史密斯所在医院的地图和J.Y.配属，并交给上级黄天明。黄天明按照中央指示，将这份情报交给了国民党军队。突击队出发了，队员们空降渗透到南京并隐藏在萨尔神父的意大利教堂。日军很快发现了端倪，中村一边命令全城J.Y.，一边准备以史密斯为诱饵，等待突击队自投罗网。
突击队成员们化装成日本劳军演出队来到医院，劫走了史密斯，并且把医院炸成火海。正当队员们准备返程之际，陈一鸣却表示，这次行动还有一项任务，那就是暗杀中村。书生负责来做蝴蝶的思想工作，他告诉蝴蝶，只要引诱中村在冷锋的枪口下五秒钟，就成功了。蝴蝶在狙击现场却放走了中村。小组成员们迅速转移，萨尔神父和孩子们被捕……蝴蝶懊悔不已。陈一鸣等人决定，制造众人被炸死的假象，然后让蝴蝶去接近中村。黄云晴主动去见了陈一鸣，她对陈一鸣表示，她和哥哥黄天明都感谢陈一鸣当年的相救，为了民族的利益，他们会尽一切可能帮助突击队行动。
中村寻找蝴蝶多年，恋人再次相见，不由感慨万千。中村对好友岩本表示，自己这么多年寻找的，其实是一个爱情的幻想，一旦套出儿子的下落，就会亲手杀了蝴蝶。他让岩本准备了毒酒，在最后的晚宴上，蝴蝶将毒酒一饮而尽，并将枪口对准了中村，中村身亡……原来，岩本就是布谷鸟，给蝴蝶准备的酒也没有下毒。
