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1947年初，国共双方决战在即。中国西南重镇重庆郊区的深山里，国民党秘密组织灰衣社的特工正在紧紧追杀一名中共特工，这名特工顽强的跳落悬崖，逃出敌人的包围，拼尽全力返回到接头地点，临死之前，他将一个惊人的消息转告给了重庆市地下党组织，“小猫”同志被关入了白山馆。原来，我党早已得到情报，国民党“灰衣社”正紧锣密鼓研制着一种大规模杀伤武器。
张海峰吞下的那枚只有小手指肚大小的蜡丸，里面装着所有越狱必备的工具，只有借助这些工具，他才有可能找到“小猫”实施越狱计划，并带他离开白山馆。一旦敌人发现张海峰吞入胃中的蜡丸，不仅张海峰自身难保，营救“小猫”的行动也将化为泡影。进入白山馆后，面对着脱衣体检，喝泻药等种种极为严格的入狱检查，张海峰苦苦支撑，艰难地熬过了一个又一个难关。
整整十六个小时，张海峰经受了敌人一轮又一轮包括洗胃、喝泻药等极为严格甚至残酷的身体检查，终于被敌人送入白山馆三层院子的一号楼中。张海峰这时已经危险万分。蜡丸此时是通过锋利的倒钩钩在他的食道壁之上。张海峰此时已经开始不停地咳血，如果不以最快速度吐出蜡丸，必将有生命危险。按照张海峰的计划，以他的军衔，一定会被送入独立牢房。张海峰只要一进入牢房，就可以马上吐出蜡丸，迈出成功的第一步。
令张海峰没有想到的是，一直在暗中监视着自己的陈文海竟然很快就发现了自己的破绽——张海峰腰间有被硬物磨损的痕迹。陈文海猜出他一定是贴身隐藏了某种工具。陈文海没有声张，继续暗中观察。两人洗澡之后刚刚回到牢房，敌人就气势汹汹赶来搜查108牢房。而此时，那个对整个行动至关重要的工具就在张海峰手上。原来敌人在禁闭室地板上发现了张海峰吐出蜡丸时流出的血迹，立刻怀疑他曾经吞服过某种东西，并带入白山馆。
陈文海供出的这个陈辣椒，是我党泗水情报线的第四桩联络员，也是白山馆里除了张海峰以外，唯一一名知道刘明义真实身份的地下党人。几天前，正是陈辣椒前去朝天门码头接应“小猫”刘明义，不想正逢敌人大清洗，陈辣椒和“小猫”一起，作为嫌疑人，被敌人关入了白山馆，此时二人都还没有暴露。得到这个情报，敌人如获至宝。徐行良立刻着手开始对陈辣椒进行审讯，试图从陈辣椒身上打开突破口，从而找到那条大鱼。
辣椒被敌人百般拷打，他以一个共产党员的信念，用牺牲自己生命的方式，换取了“小猫”刘明义的暂时安全。望着辣椒的尸体，敌人恼羞成怒，决定执行白山馆的老规矩，让所有犯人抽生死签。当天晚上，陈文海和张海峰都没有睡，两人聊起了各自心爱的女人。陈文海告诉张海峰，自己真后悔，如果当初自己早点举报张海峰，自己的妻子吴晓婉可能就不会死，而现在，一切都晚了。
陈文海死后，敌人并没有放弃对张海峰的调查。很快，徐行良又将一名犯人冯进军送到108牢房。冯进军也是地下党，几年前被抓入白山馆。在白山馆里，冯进军对敌人非常“配合”，经常向敌人报告一些情况，敌人对他还比较信任，于是就派冯进军去108，继续监视张海峰。而此时张海峰不顾风险，决定首先要找到小猫。此外还要利用白山馆的军医，打通最后越狱的逃生通路。
张海峰向冯进军短暂自我介绍一番后，对冯进军讲述了自己的任务和整个计划，并让冯进军帮助自己一起寻找并营救小猫。冯进军向张海峰详细讲述了自己掌握的白山馆情报，包括看守情况，巡视规律等，二人开始谋划展开行动。张海峰告诉冯进军，白山馆的军医是自己行动中最重要的一环，自己必须利用军医，进入医务室，然后进入办公区域的地下结构，打开发电机房的最终逃生通路。
就在小猫被关入白山馆的第20天晚上，小耗子按计划潜入地下室牢房，眼看小耗子就要传递信号成功，不想最后一刻被看守发现，小耗子中弹，信号依旧没能传递给小猫。审讯楼熄灯以后，刘明义准备自杀，却被同屋的犯人们救下，因为敌人有规定，如果有人自杀，犯人们将会受到连坐处罚。小耗子的死使敌人更加警觉，分析地下室牢房中一定关押着共产党的重犯，并判断出活动在监狱中的地下党一定是再试图跟这条大鱼取得联系。
晚上，张海峰辗转反侧。王玲雨为什么会帮助徐行良对付自己；她心中究竟还爱不爱自己；如何利用王玲雨打开发电机房完成任务。一时之间，张海峰心中毫无头绪。徐行良搜查完牢房，也前去医护室找王玲雨。徐行良告诉王玲雨，自己很高兴王玲雨能够帮助自己对付张海峰。王玲雨告诉徐行良，张海峰现在对自己来说，就是一个普通的犯人，自己已经对他没有任何情感了。徐行良听了满意地离开。
