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1944年6月16日，日本钢铁工业中心八幡城上空，出现了一组由47架巨型战略轰炸机编组的机群，这种轰炸机的机翼宽达43米，机长30米，巨大的轰鸣声简直要把天给震塌似的。它们把4000磅的大炸弹像推岩块似的倾倒下来，霎时，整个钢铁工业区变成一片火海。
日本大本营的情报部门很快弄清，这种飞机是美国的最新产品——B29型重型轰炸机，也是当时世界上最大的轰炸机，其主要性能装备为：发动机4部，战机自重47.5吨，连续航程为9350公里，机上装有12.7毫米的机关炮10门，20毫米机关炮一门，可携带4000磅炸弹4枚。
日本根据美国的生产能力判断，至1944年底美国可能有1000多架这种飞机轰炸日本本土。
为了对付这种新的巨大的打击力量，日本专门成立了一个委员会，研究对策，由陆军省次官亲自挂帅。不久，该委员会得到情报，首次轰炸日本八幡的B29轰炸机由美国十四航空队陈纳德飞虎队驾驶，是从中国腹地成都机场起飞的。
于是，搞清楚这些航空基地的详细情况并将其摧毁，便成为日本大本营的当务之急……
与此同时，军统局成都行辕防卫组组长周震东奉命来到调查课课长办公室。课长何芝园将一份绝密电报交给他，电报是军统局戴笠发来的。电文说：“海外情报，日本大间谍川岛芳子派其得力助手某小姐经由河内、昆明到达重庆，有可能到成都活动，希派人严密监视。”何芝园递给周一张一位漂亮姑娘的头像。何说：“就是这位小姐。据我方获得情报，她叫吴冰，是川岛芳子的得力助手，此人系党国元老许崇智的日本老婆所生，后被日本方面训练成出色的日本间谍，此人精通华语、英语、日语、印度语，曾长期在香港、吉隆坡、新加坡、河内等地收集军事情报，从事间谍活动。现在吴冰已经来到成都，这与成都地区新修成的七大机场有关，应极力重视，现决定由你负责破案，绝对保证中美空军基地的安全。
周震东受命之后，连夜将照片冲洗放大十多张，分别交给其手下十多名特务，并责令其马上行动，尽快找到这位漂亮的日本特务。于是特务们揣着手枪，有的扮作浪荡公子，有的装成叫花子，有的装出一副流浪汉的模样，在芙蓉城里开始了活动。
二十多天过去了，连个吴冰的影子也没见着。又过了几天，周震东才在一个小巷内的破旧院里发现了照片上的女人。当时正值战乱，四方逃难的人群纷纷涌入巴蜀，其中不少女教师、女职员和太太小姐什么的，许多人都是孤身一人，可随便找一个落脚点栖身。像她这种打扮的女人住进破旧小院，大有人在，也不足为奇。
周震东对其跟踪盯梢，也躲进与那破旧院子一墙相隔的一家楼房，从窗帘里用望远镜监视着她的一举一动。
那女人长得十分妩媚动人，看上去不到三十岁，身段高挑苗条，每天出门往大街方向走去，走起路来也非常的快。
为了进一步对其进行侦察，周震东又派了一名女间谍住进那个破院里，这名女间谍姓张，年岁与吴冰相仿，长得也十分漂亮。她住进后，伪装成一个婚后被丈夫遗弃，心灵空虚，玩世不恭，目前生活无着落的可怜弃妇。“张少妇”的出色伪装很快获得吴冰的同情。正如周震东估计那样，吴冰要长期潜伏开展活动，就需要一个外在条件与她大体相同的女伴作掩护。
吴冰的伪装角色大体与“张少妇”一样，因此两人“同病相怜”，互诉衷肠，不久便成为“知己”了。
吴冰的任务是与一个潜伏在成都的间谍接头，并从那里获取成都地区B29轰炸机基地和成都地区对空防卫等军事情报，以供日军军方采取措施。
为了掩人耳目，不致暴露目标，她以色相多方勾引男性。在很短的时间里，她先后与金城银行职员朱某，航空委员会第三司令部唐参谋，灌县空军子弟学校教师马某，孔祥熙财团在成都的代办刘某，国民党95军军部的一些年轻军官打得火热，厮混在一起，许多人成为她的同床搭档。
到底谁是潜伏下来的日本特务？搞得周震东和他的一帮子军统特务眼花缭乱，一头雾水。就连“张少妇”也只干瞪眼。如扣几个床头客拷问追查，无疑会打草惊蛇。
周震东和他的助手们分头跟踪，暗查吴冰的同床搭档的情况，花去大量的人力和时间，其结果还是被吴冰牵着鼻子乱打转，看不清庐山真面目。一次，“张少妇”趁吴冰与一个床头客外出的机会，用早已配好的钥匙打开吴冰的皮箱，里面什么情报之类的东西也没有，但在皮箱底下发现一把日本三菱株式会社所制造的花纹奇异的小剑刀。她把这些东西恢复原样后，立即向周震东作了汇报。周震东眼睛一亮，认为这把小剑刀大有文章，弄不好就是特务进行联系接头重要暗号，于是命令“张少妇”密切注意。
几天后，“张少妇”随吴冰到一家酒吧跳舞，偶尔发现她在同一位梳背头的青年男子交谈，打开手提包亮了一下什么，随后与那男人随便说了几句话就走开了。
回来的路上，“张少妇”故意脚下一滑，身子扑向吴冰，在这一瞬间，“张少妇”的手感觉到了她手提包里那硬帮帮的东西，似乎是那把小剑刀，“张少妇”心里一阵高兴，跟踪这么久，现在终于抓住狐狸的尾巴了。
三天后的夜里，吴冰和那“背背头”在一家马路旁的旅馆里被周震东和那帮军统特务抓捕，当场缴获几张军用地图，上面标绘着成都机场的平面图，其中4个是供B29型战略轰炸机使用的机场详实位置以及机场附近的防空兵力、火力配备等情报。
经审讯，内线“背背头”原来是打进航空委员会的一个姓陈的上尉参谋。
日本超级女间谍吴冰终于落网。
空中堡垒B29轰炸机的起飞基地安全无恙，随之而来的就是以更大的规模出击日本本土，开始了中美空军的大反攻。