电视剧《孤雁》讲的是共产党情报员孤雁失忆后寻找自我，和敌人斗智斗勇的故事。孤雁李梅作为共产党情报员潜伏在国民党多年，已成为国民党保密局重要成员。
李梅执行任务时发生意外，苏醒后失去记忆，忘记了自己是共产党情报员的事情。国民党高级领导胡一夫一直怀疑李梅是共产党，但始终找不到证据。
孙立德等人怀疑李梅在抓捕共产党时故意放水，因此对李梅严刑拷打，要李梅承认自己是共产党，但那时的李梅已经受伤失忆了，一点都不记得以前的事情，受尽酷刑也没有承认，国民党为了安抚李梅家人，主动给李梅升职。
这次李梅失去记忆，忘记共产党身份，只知道自己是国民党保密局成员，自然一心一意为国民党做事，国民党看到了李梅的忠心，暂时相信李梅不是共产党。
共产党方面为了唤醒李梅记忆，特意设计了一出共产党情报员叛变的戏码，李梅大受刺激，果真想起了以前的事情。李梅悄悄和共产党恢复联系，准备吸纳中央陆军大学战术教官高峰加入共产党。
由于国民党保密局南京站站长胡一夫一直怀疑李梅，从未放弃过对李梅的监视，所以共产党准备吸纳高峰的事情也被国民党知道了，国民党不允许高峰加入共产党。
李梅和高峰几经生死，建立了深厚的革命友谊，但高峰的拜把子兄弟吴军生因迷恋高峰前女友林小曼，出于嫉妒心理和高峰反目成仇，加入军情局，成为高峰和李梅的敌人。
李梅和高峰等人相互配合，杀了胡一夫和孙立德等人，带走了革命人士，高峰带领群众正式起义，共产党打败了国民党，南京正式解放。