赵延年让她在办公室里等自己回来一起回家，他坐车去了重庆三峰山五号别墅，那是正是开会地点，会议上主要谈论军事物资的问题。千代子在赵延年办公室里顺利打开了保险柜，看完文件后她将柜子锁上，她知道了苏联代表团的位置。赵延年感觉到女儿有变化了，千代子的话让他更加疑惑。钟克接到李汉正回来的消息还知道他救了赵梓梦，千代子夜间悄悄潜入五号别墅，她和同伙杀死卫兵后冲向别墅。钟克也根据情况做出安排，他上人封锁赵延年的家，并在码头迎接真的赵梓梦。
千代子和同伙将毒气弹投入安德烈将军的房间，他们闻到后全部死亡。李汉正带回了赵梓梦，王处长让人将她送到军统，他猜出背后肯定有阴谋。赵延年听到五号别墅集体中毒后有些吃惊，保密局的人看到黑影进入别墅房间，他们冲进去后说明来意，赵延年只好让他们过去搜查，但一无所获。钏克见到赵梓梦后认出是她，她想回家被阻止，他对整个案件进行了分析，他知道这些情况后没有盲目行动。
李汉正还将逃走汉奸的情况说出来，钟克想一网打尽潜伏的特务，李汉正将担忧说出来，他们将三男一女不慎死亡的消息登到报纸上。钟克去了赵府命人跟踪千代子坐的车。赵梓梦被李汉正控制起来，她借上厕所之机溜走，李汉正发现后过去追赶，他的及时出现救了被人追杀的赵梓梦。
千代子看到房外吉屋出租的告示后知道运送赵梓梦的任务已经失败，赵梓梦想回家时被李汉正拦住，她想起那天被绑的事情。黄三交待那个日本人叫北条千代子，是北条荣一的女儿，面对逼供黄三交待了一切情况，还说认识的人都被李汉正打死。赵梓梦从来没听父亲说过自己的孪生姐妹，钟克知道她会和特务联系，赵梓梦提出利用一下千代子的身份对付日本人。
千代子下课后答应跟着陈旧去看电影，但要先甩开跟踪之人，千代子趁机将情报送到裁缝铺，哑巴裁缝收到情报后离开，但他还是被军统的人跟踪了，黄三见到日本人后称他坐在副驾驶的位置逃生，但他险些被日本特务识破。空军英雄高志远被敌机击落的消息在报纸上传开，赵梓梦看到后十分伤心，千代子从报纸上看到了赵梓梦的死亡是真实的。李汉正从党组织那里知道北条千代子在执行影子计划，他知道情报不能明确地告诉钟克，李汉正的任务是配合军统全力阻止日本人的计划。
蝴蝶行动分集剧情介绍第4集赵梓梦已做好准备，钟克命李汉正保证她的安全，千代子必须活捉。李汉正开车带赵梓梦到达了指定地点，他让她进去后不要发出什么响动，赵梓梦看到吴妈将咖啡冲凉后问起缘由，她以想吃榴莲为由支开吴妈，李汉正带人进去后让她先上楼，她已将药物放入咖啡之中，李汉正让人埋伏在房内，只待千代子的归来。千代子化妆从学校离开，门口监视的人没发现她，钟克知道赵梓梦的心理素质很好，应变能力也很强。千代子向黄三问起当时的详细情况，她看出黄三在撒谎，将他杀死后千代子换上衣服回到家中，李汉正收到情况后准备按原计划对她实施抓捕。千代子到家后叫吴妈时没人应答，她端起咖啡要喝时感觉到屋里情况的不对，但开门后啥也没发现，听到楼上的声音后千代子上楼查看情况，李汉正趁机从那个门里出来。
千代子由于喝了咖啡有些头晕，等他在楼上回头时看到李汉正拿枪指住她，但由于咖啡里的药力发作才使她晕倒在地上，千代子被活捉。钟克向王人杰提起了刀锋，还说起了影子计划，李汉正在门外听到了他们的谈话。钟克想利用赵梓梦来替代北条千代子，他准备在影子计划里加一个影子，以其人之道还治其人之身。王人杰对醒来的千代子进行审问，她自称啥都不知道。赵延年回家后赵梓梦从楼上冲了下来，她梦到了妈妈，赵延年说她有一个双胞胎的姐姐，还将当初在日本的事情都说出来，她们母亲因生产她们难产而死，当时医院下了两份死亡通知书。
赵梓梦不太乐意地上了陈旧的车，这让他感觉也有些奇怪。钟克将王人杰和李汉正叫来说出北条荣一刺杀委员长的计划，他们要查出那七个少壮派的名单，钟克准备派出赵梓梦来替换千代子，李汉正对此有些担忧，此事不能让赵延年知道。钟克将日本人俘虏飞行员的情况告诉了赵梓梦，她男朋友高志远可能在其中，营救方法要采用秘密行动，钟克提出让她替代千代子去上海并想办法拿到刺客名单，李汉正在门外听到了他们的对话。
钟克将潜伏的危险性也说给了赵梓梦，她愿意接受这个行动，但她没接受过训练，回家后看着高志远的信件让她决定投军抗日，那是高志远临行前的最后一封信，她向往上海但又不忍心将父亲留在这个冷清的家中。赵延年知道赵梓梦报考军统后也很高兴，毕业后要训练三个月，她不想让父亲参加全军军事大会，她无法说出实情阻止父亲参加，赵梓梦意识到此时要和父亲分离，但为将来执行蝴蝶计划来说这都不算什么。
李汉正将赵梓梦的情况汇报给党组织，他会在有限时间内交给赵梓梦的特工技能。钟克对李汉正、王人杰和赵梓梦说出了蝴蝶计划，赵梓梦的代号为蝴蝶，她要完全模仿北条千代子，幸好她的日语比较好，由王人杰和李汉正对赵梓梦进行特殊训练。陈旧看到李汉正在接送赵梓梦后有些不满意，赵梓梦的悟性很高，她离一个职业特工的要求还差很远，但只有很少的时间来训练她。陈旧看着赵梓梦的变化让她不要加入军统，还劝她离自己远一些。
