1937年，上海百乐门舞厅。舞女沈曼和舞师阿唐是一对“表演型情侣”，台下毫无感情，台上却被称为“鸳鸯舞圣”。实际上，沈曼是地下党情报员，阿唐是军统特工，两人互不知情。日军占领租界后，要求舞厅继续营业，作为军官娱乐场所。沈曼和阿唐被迫给日军跳舞，他们在舞步中发明了一套密码：用左转代表“安全”，右转代表“危险”，倾斜角度代表“人数”，旋转圈数代表“时间”。日军高层的所有机密，就这样在众目睽睽之下，通过探戈传递出去。两人从互相猜忌到默契配合，再到爱上对方。最后一支舞，身份暴露，面对日军的枪口，他们没有逃跑，而是跳了一支没有音乐的探戈——直到两颗子弹同时穿透他们的心脏，他们的手依然握在一起。

将谍战、舞蹈、爱情三合一，探戈的每一帧都暗藏杀机。男女主角的“假戏真做”线张力十足，得知对方真实身份时的反应戏堪称演技高光。结尾的“无声探戈”长达六分钟，没有台词，只有身体语言，却比任何告白都炽烈。