局中人主要描写了1945年抗战胜利以后，国民党军统总部情报处潜入人员沈放（张一山饰演）重返的组织。

沈放（张一山饰演）沈林的弟弟，表面放荡不羁，实际是天才型谍报人员，抗战时期长期在敌营中潜入，直到抗战胜利之后沈放重返我党。

沈放重返之后重新加入了追查我党叛徒、提供“灵芝计划”、毁坏“金陵不会”密谋的行动。沈放虽然重返了，但长期在高度精力集中于的敌营中生活，让沈放很难获释自己，总是感觉到疲惫不堪。在卧底时候沈放脑部伤势，至今大脑中还遗留着弹片，弹片的残余更是日夜不停的虐待着沈放。

沈放和父亲的矛盾，哥哥沈林（潘粤明饰演）也对沈放猜测，甚至是监控，这让沈放实在孤立无助，甚至是危机四伏。沈林在国民党身居要职，外表冷峻，在面临任务和亲情时，沈林也忍受内心的折磨和考验。

一场蓄谋已久的“局”将兄弟俩牵入其中，从溃迷局，到攻陷局，步步为营，终为最后的胜利赢得转机，原本分属有所不同革命阵营的兄弟俩，最后却因为共同的信仰一起努力奋斗，一起投身革命浪潮中来的故事。