这五人一路艰险到达上海，住进法租界，他们伪装的公开身份是“上流社会”成员，在*机密布的上海，他们遭遇到了劲敌，当时与川岛芳子齐名的日本女间谍——南造运子，以及日军宪兵司令部间谍机关特高课、汪伪特工机构“76号”（各部抗战谍战剧几乎必出镜的“网红”机构），还有日特高课长酒井美惠子——日特务总机关长土肥原贤二的高徒。

由于当时的政治形势是国共二次合作，5号特工组不仅和中共地下组织交往，同时也和国民党的特工部门合作，这是一条看不见的战线，却时刻都闪现着刀光剑影：从粉碎日本间谍阴谋刺*蒋介石，到击毙“帝国之花”南造云子；从揭露南京大屠*的真相，到营救流亡的犹太原子能专家；从为新四军组织运送药品，到查明叛徒、护送来自延安的特派员到江南游击区；从秘密获取日军“长沙会战”的特级机密，到粉碎日军爆破衢州机场的计划。在上海这个战时的“孤岛”发生了一系列险象环生，惊心动魄，喋血惊魂故事。

《五号特工组2》是《五号特工组》的姊妹篇，由原班人马再次全情出演。