在佩恩(Todd Babcock 饰)苍老的叙述声中，时间被带回到三十年代的上海。著名的爵士歌曲 "I''VE GOT YOU UNDER MY SKIN" 旋律回汤在英租界豪华的酒吧里，每位客人都沉醉其中。佩恩就在这偶然的机会中，结识了秋秋(梅婷饰)与靳(张国荣饰)，并且对秋秋一见锺情，但他并不知道自己已逐渐陷入危险的情境。
靳是共产党在上海地下组织的高层领导人，由于他在一次战争中，身受重伤，残留在他脑内的弹片造成他患有严重的间歇性狂燥病症，容易产生幻觉。秋秋在与靳朝夕相处的过程中，靳的勇敢、智慧与风采，强烈地吸引她，并且深深爱著他。有一晚，靳的幻觉症病发中，视秋秋为前妻，而清醒的秋秋竟被靳的浪漫与坚贞爱情震撼，她为了得到靳的真实爱情而付出了一切。佩恩悟出他们在追求爱的同时，就是在追求信仰，就是以生死相许，这是一种浪漫。这种爱，他实在做不到，于是他下定决心要帮助这对恋人。
秋秋年幼时，曾亲眼目睹生父在刑场上枪杀自己的同志，此景象亦对她造成心里上极大的摧残。为了让秋秋能正常生活，母亲偷偷将她寄宿在教会学校，然后自杀。这一切也开始了秋秋的悲惨命运。
秋秋在一次意外的情况下被捕，设下圈套的正是她的亲生父亲。秋秋为了保护靳，也为了粉碎生父瓦解共产党地下组织的阴谋，在一场聚会上，她亲手杀了生父。此时，她意外得知自己已怀有身孕。靳悟到秋秋对他的一往情深，也深知自己的生命有限，于是决定以自身去交换狱中的秋秋，因为国民党当局的最终目的就是捉到靳。租界监狱，是与国民党当局交换人质的地点。靳与秋秋也相见了，他抚摸著秋秋腹中的孩子，眼中充满泪水。在离别的一刻，他对秋秋大叫「别忘了给孩子取个好名字」。过不了数日，靳在夕阳的辉煌中被枪毙了，秋秋也被当局判处徒刑收押，后来因为难产而死在佩恩的怀中。
佩恩领养了他们的女儿明珠(叶丹丹饰)。一九四九年，人民解放军解放了上海，佩恩看著小明珠欢乐地在人群中飞舞，他似乎感慨地看到靳与秋秋追求的理想实现了。这天，他带著明珠去瞻仰她的生父母遗骨，此时，明珠从生父的骨灰中摸到了靳脑内的内块弹片。一九五零年，佩恩返回美国，明珠在中国长大。一九九零年，明珠赴美国帮助养父佩恩撰写回忆录，书名为《》。