太平洋战争末期，日军垂死挣扎，向中国大后方战线增兵，执行所谓“打通大陆交通线”战役，以联系华南沦陷区与日占越南。中国正面抗日战场压力骤增。
盟军制订“上海快车”计划，制造盟军即将在上海实行战略登陆的假象，以缓解中国压力。美军上尉卡根被委派执行“死间”任务，冒死登陆侦察，以迷惑日军。日军特高课和汪伪政治保卫局同时获知卡根登陆。潜伏在政治保卫局的我党地下工作者许少清，暗藏在特高课的军统特工刘永强，先后查知敌人动向。许少清以抗战大局为重，准备援助卡根，得到直属上级辛晴同意后，许少清毅然前往被破获的接头地点，从特高课魔爪下营救卡根。
红色电波第2集剧情介绍许少清、辛晴、刘永强都曾是军统上海“三和无线电学校”的学员，辛晴早已加入我党，潜入“三和”欲发展我方地下工作者，成功招募了许少清。刘永强毕业后失踪。许、刘均不知道各自早已分属不同阵营。
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重庆军统高官章德安是许少清、辛晴、刘永强三人在“三和”学校的老师，他的女儿章嘉雯则刚开始在军统做实习报务员。
许少清在救卡根的过程中被捕，刘永强请示军统上级章德安，要求配合卡根，章德安知道这是一出“苦肉计”，而卡根就是“死间”，为配合计划，迷惑日军，反而命刘永强出卖卡根。刘永强在监狱内见到同样爱慕辛晴的许少清，以为他效忠汪伪，假公济私实行“锄奸”，用敌伪秘药“落魂丹”交给许少清。
红色电波第3集剧情介绍许少清在特高课监狱援助了被于庆堂出卖的狱友老潘，不料老潘竟是军统内和章德安分庭抗礼的重要人物。
许少清的“尸体”被送回汪伪政治保卫局，辛晴以遗孀身份扶柩离开上海，汪伪政治保卫局局长于庆堂误以为许少清乃军统人员，拦截灵柩，以救活许少清为条件要求军统对他附逆既往不咎。
许少清苏醒，发现辛晴被于庆堂喂毒昏迷后扣为人质，刘永强寻踪救出辛晴。刘永强雇请上海“红莲帮”女盗伊文前往重庆军统局盗取机密计划，欲在特高课和汪伪之间待价而沽，为己牟利。章德安被伊文关入秘密档案库，险些丧命。
