抗日戰爭時期，國民黨指派高級教官 麥客(劉愷威 飾)秘密訓練一支女子特工“幽靈行動隊”，這支隊伍由中美合作訓練，入圍的11名隊員被派往荒島接受考驗，她們的任務是上島對付被關押的八名死囚，消滅他們后要攻占山頂小屋，時間八小時，麥客希望她們都能活著回來，訓練她們花了不少經費，二丫剛入叢林就被陷阱所殺。

二丫的離開讓她們提高了警惕，冷香身受重傷，已經奄奄一息。 紅葉(隋俊波 飾)提議兵分兩路行動，島上的死囚想盡各種辦法偷襲她們， 黃佳音(朱子巖 飾)被籠網罩住， 白鴿(文夢洋 飾)奮力拼殺，她們被抓獲，一番廝殺后逃出魔掌并殺死幾名囚犯。大喬被囚徒老蝎子用槍所殺，小喬(林晨 飾)沖出去尋找兇手。

小喬不慎被老蝎子砍傷，她趁機帶傷逃走，老蝎子尾隨追趕。狡猾的老蝎子躲藏在叢林中殺死了燕子，但終被黃佳音所殺。囚犯阿七被俘，他交待自己的武器是一把鑰匙，紅葉識破了他的陰謀，阿七被迫喝下毒湯后倒地身亡。

麥客趕往上海執行特殊任務，他在那里等著“幽靈行動隊”的到來，她們剛入上海就被七十六號特務盯上，上海軍統站已被日軍破壞，因防守松懈被俘，分別關押后接受了審訊，小喬要反抗時被一槍打死。

女子特工“幽靈行動隊”隊長紅葉，善格斗槍擊密碼破譯，穩定性高；出生苗疆的 藍蓮(李欣冉 飾)，擅長使毒，邪氣，冷艷，獨往獨來；出身南洋華僑之家的白鴿，天生尤物，擅偵查、色誘，與姐妹們的情感觀念迥異，大家通稱她“狐貍精”；擅長格斗的 小青(趙兆 飾)，性格粗放，孤兒，沒姓沒名，原上青草命，江湖男兒心，混過戲班子、做過黑道老大的義女；本性溫婉的黃佳音，擅洋場交際、狙擊，上海大戶人家女兒，懂音律繪畫，熟諳大上海都市習俗。