上世纪六十年代，军工09工程上马。青年工程师吕渔火喜欢上医院护士白卉，暗恋吕渔火的国安干警庞红梅则怀疑白卉是特务。敌特事件频发让庞红梅对白卉紧盯不放，一对恋人努力抗争，却卷入敌我谍战的旋涡。白卉发现感情至深的养父是潜伏特务，选择举报还是包庇令她难以取舍。而白卉生父的身份是叛逃特务还是忠义之士也一时难辩，白卉彷徨中发现自己行为怪异难以控制，这一切使白卉对吕渔火的爱陷入离不舍、爱不敢的两难境地，二人情感纠结难舍。台湾特务林燃海冒充白卉失踪的哥哥出现，利用白卉窃得09工程文件，白卉这才知道自己也是被暗中发展的特务，代号白玫瑰。白卉决定与命运抗争，吕渔火决定为爱人做殊死一博，国安机关启动红玫瑰计划，一番斗智斗勇，全歼特务夺回文件。吕渔火和白卉证明了清白，重新获得了爱情。