1942年5月的一个晚上，在上海日特机关任特务一课课长的南造云子单独驾车外出，她要到霞飞路上的百乐门咖啡厅去会见一位重要的线人。她刚出现在附近，就被秘密监视叛徒的军统特务发现了，知道跟叛徒接头的竟然是名嘈一时的南造云子，随即决定实施暗杀计划。南造云子穿一身中式旗袍，戴一副大号墨镜，看看周围没有什么可疑迹象，便推开车门下了车，将车钥匙交给门童之后，就向咖啡厅的旋转门走去。
“南造云子!”有人轻轻喊了一声。南造云子下意识地回了一下头，但立刻感觉到上当了，就迅速向旋转门冲去。但已经来不及了，只听得“叭、叭、叭”几声枪响，南造云子应声倒地，子弹全部击中身体的要害部位，33岁的日本王牌女谍顿时魂飞魄散。京沪两地日军特务首脑高价悬赏捉拿暗杀组织者，但日本人不知道为首的正是军统局上海行动总队的队长毛森。
毛森与戴笠的助手毛人凤以叔侄相称（没有血缘关系），并与毛人凤、毛万里合称为军统三毛。后来毛森属下的陈纪廉行动小组失了手。陈纪廉被捕，他供出了两个交通员的名字，其中内交通周觐光经受不住日军的酷刑，供出了毛森。当毛森有所察觉时为时已晚，他第二次被捕（第一次留有案底）。
“汪伪76号”很快查明，在39年1月毛森曾在杭州大井巷二号的寓所，被日本宪兵与伪军逮捕。原因是军统曾派一名叫赵懿义的工作人员到杭州工作，这人的父亲在杭州凤山门外开了一个打铁店。这本是极好的掩护，但这人20来岁，少不经事，常信口开河，暴露了身份。日本宪兵把他抓去后，一顿毒打，他便招供了是重庆来的抗日分子，还诱捕了与他直接联络的总交通员，这人是爱国的热血青年，矢口否认并痛骂日寇汉奸，日寇无计可施把他斩首示众。
毛森落于敌手，也由赵懿义告密。但此人对毛森情况知道不多(真实姓名都不知)，加上毛森平日布置严密，未牵连任何人，也无证据被搜去。敌人用尽各种酷刑，毛森不招，坚持说自己是个安分的商人。后来外面开始营救活动。杭州商界颇有地位的朱文友（也是毛森部属），发动数十家大商店联名要求保释。毛森还有一位部属，与驻杭州的伪军第一军军长徐朴诚的第四夫人有关系，通过她打通伪军关节。重庆方面也派人进行活动。三管齐下，因查无实据，毛森才得以逃脱。
这次随着毛森被捕，上海行动总队一时群龙无首。随即停止了破坏活动，但组织没有瘫痪。毛妻胡德珍是行动总队的上校***，掌据着全盘工作。电台没有破坏，仍然与重庆有联系。一切工作照常进行，只是因投鼠忌器，暗杀、爆炸停止了。
日本人察觉出毛森这个人肯定和军统有着千丝万缕的联系，而且绝不是一般的小鱼小虾，一时高兴万分，盛筵庆贺。敌人想软化他，把他囚禁在狄思威路宪佐部队。数十名宪佐，日夜分班看守着。宪佐中有些是中国人，毛森找机会用民族大义来激励他们，同时又用黄金收买。居然有了一条与外间联系的通道。
毛人凤为了营救自己的嫡系，给他传递了一些机密。就在敌人按耐不住要动大刑的时候，毛森突然要求面见日本宪兵队的长官。日宪兵司令木下荣市少将亲自到审讯室见他，毛森自称是“水蜘蛛”小组成员，请木下少将去核查。特高课长五岛茂中佐一查才知道是赵继统任职上海宪兵队特高课时组建的潜伏在军统内部的谍报小组，而且“水蜘蛛”是忍者的一种渡水工具，不知情的中国人是不会起这个代号的。
不过按照记录，赵继统的身份被中统的一个小人物曝光之后，军统的“水蜘蛛”小组和中共的“坪锥”（忍者用于在木板墙上开孔窥视的U形的刀刃）小组联合制造了“皖南事件”后，几乎都损失殆尽了，这个到底是真的还是假的呢？木下少将给赵继统发函询问，收到通知的赵继统给他发回了一组识别暗号，结果毛森准确无误的对上了暗号，终于证实了自己的“身份”。
不过赵继统对毛人凤这种先斩后奏的做事方式十分不满，因此告诉木下少将将毛森转移到一个看守不太严密的监狱去，让他自己想办法联络军统营救或者自己越狱，不得提供任何帮助！
木下少将和五岛中佐还对这位前辈的手段表示钦佩，只有无懈可击的逃脱才经得起事后的查验、甄别。受到“关照”的毛森，有很大的自由度，身陷囹圄之中竟还执行与指挥戴笠交下的一项除奸命令。
军统东南局的电讯督察李开峰(化名余玠)，是善解密码的电讯专家。此人向汪伪"76号"特工总部投降，成为军统的心腹大患。戴笠非常焦急，下令上海行动总队，务必除掉此人，悬赏20万元。毛森在狱中设计了除奸方案，交胡德珍执行。不久，投敌的原军统上海首脑陈恭澍的警卫员刘全德被策反，在1943年的大年夜，李开峰从杭州至上海，随同一群汉奸给陈恭澍辞岁拜年。这天，他们吃酒赌博，狂欢直至深夜。刘全德便假献殷勤，于1944年正月初一凌晨，用陈恭澎的小汽车送李开峰回住处去。车至富民路长乐路口，刘全德偷偷拔出手枪，向李开峰连发两枪，打死了李开峰，然后飞身下车，迅即潜逃，后来至浙江省江山县峡口，暂住在他丈母娘家里，并从戴笠那里领得10万元奖赏。
李开峰一死，汪伪特工首脑李士群查出是毛森主谋，向日本人告状。日本人以为监守中的毛森，无从行动，显然是李士群捏造。李士群恨之入骨，企图暗杀毛森。
后来日本在太平洋战场频频失利，急需国民党内部情报，于是授意看管毛森的有日宪兵曹长浅野隆佐和中国人宪佐邢俊才收受毛森贿赂，于1944年元旦，乘浅野隆佐不在场（故意安排），毛森在邢俊才帮助下，又在外面的接应下，离开上海到达浙西后方。
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