《重庆谍战》是一部根据真实历史事件改编的国产电视剧，由张汉杰导演，刘小锋、董勇和张秋歌主演。故事背景设定在抗日战争期间，国民党政府为了破译日军密码邀请美国密码破译专家雅德利加入，并建立了黑室密码破译基地。
1937年，抗日战争全面爆发，南京失守后国民党政府迁往重庆。然而，重庆也遭到了多次日本空军的轰炸，造成无数中国人伤亡。为此，重庆政府决定建立自己的密码情报机构，并派遣特工秦骜前往武汉抢夺被称为“密码之父”的美国专家雅德利。
在武汉，秦骜与失散两年的未婚妻扈渝雯相见，并得知她已成为中共地下党员陆涯的妻子。这个意外打乱了她过去两年平静生活。雅德利不愿前往重庆服务，并且遭到武汉日军多次暗杀。
与此同时，在上级任务的指示下，陆涯协助秦骜将雅德利送往重庆。在执行任务的过程中，陆涯发现渝雯竟然是国民党特工。尽管如此，陆涯仍然坚持顾全大局，并成功解救了秦骜、渝雯，并带领雅德利一起来到了重庆黑室。
黑室成立于国共合作背景下，陆涯、秦骜、渝雯和雅德利等人都加入其中。他们团结一心，在破译日军情报方面取得了多次斩获。然而平静的日子总是短暂的。
某天，为召开军事会议而使用最高级别三A密码本时，却被雅德利偷走。唐大铭安排下，陆涯奉命追捕叛逆者雅德利。但实际上这是为了揭露隐藏在黑室内部长期潜伏的内奸——独臂大盗的行动。
由于只有陆涯一个人幸存下来，因此被黑室认定为内奸——独臂大盗。无法证明自己清白之后，他只能孤身逃亡。秦骜接到任务，紧追不舍。
陆涯陷入危险之中，渝雯突然出现，并以秦骜的性命相要挟帮助陆涯逃脱。秦骜对陆涯更加痛恨，并发誓一定要亲手捉住他。然而，在共同经历困难后，陆涯和渝雯重新和好。二人联手设计找出与独臂大盗保持联系的日本特工四姐。
在寻找线索的过程中，他们意外发现唐大铭与四姐关系密切。同时，黑室隐藏的三A密码本再次丢失，黑室陷入混乱之中。秦骜也开始怀疑唐大铭行为有可疑之处。
于是秦骜主动示好并与陆涯互通消息，两人发现所有线索都指向唐大铭。就在他们准备合力抓住唐大铭时，后者突遇暗杀身亡。
同时刻, 陆涯从日本人手中夺回了真正的密码本。得知唐大铭已死, 陆涯对秦骜产生了怀疑. 然而, 李克江作为被认为已牺牲掉的独臂大盗突然现身。他行踪诡秘，使得局势更加扑朔迷离。
实际上，真正的独臂大盗是秦骜。李克江死里逃生后归来，在巨大精神刺激下，秦骜向他承认了一切，并表示愿意弃暗投明。李克江相信了秦骜，并为了让他能够对国家做出更多有益的事情而替他顶罪并被其亲手杀死。
尽管李克江作为独臂大盗已经去世，但细心的陆涯仍然发现了秦骜种种可疑迹象，并怀疑他才是真正的内奸。然而陆涯苦于无法找到证据。
这时渝雯发生车祸并失去与陆涯相关的记忆，只记得自己曾是秦骜未婚妻。她利用这个机会成为秦骜妻子，在日常接触中艰难地寻找证据。
历经危险后，渝雯终于找到确凿证据。但紧接着她差点被秦骜安插的日本奸细杀害。在千钧一发之际，秦骜出现并杀死了日本奸细，放走了渝雯。
渝雯逃回黑室，并从带回的证据中找到有关SQ4的情报。SQ4是一种杀伤力巨大的病菌，日本计划在重庆散布这种病菌进行细菌战。
陆涯分析出秦骜可能早已弃暗投明。事实上，秦骜早已成为潜伏在日本人身边的间谍。为了保护中国人民安全，秦骜以牺牲自己生命为代价摧毁了所有SQ4。
然而，在黑室上级中仍然隐藏着一个名叫千手观音的日本奸细。为了实施日军疯狂的细菌战计划，千手观音不惜让自己感染病毒，并使得病毒持续蔓延于重庆。
陆涯挺身而出与千手观音同归于尽，并保卫了重庆的安全……
1945年抗战胜利后, 神州大地洒满了英雄的鲜血和泪水，无数英勇的灵魂将永远被铭记。