Det tidigare okända fallet kommer att sätta ny press på styrkan, som förra året tvingades be sju kvinnor som hade liknande relationer om ursäkt.
Kvinnan i det senaste fallet berättade för BBC Newsnight att hon var offer för "psykologisk tortyr".
Met skulle varken bekräfta eller förneka identiteten på den undercover officeren.
Kvinnan, som omtalas av pseudonymen Andrea för att skydda sin identitet, var vän med en grupp politiska vänsteraktivister, främst inom socialistpartiet, som tros ha varit målet för en långsiktig infiltration av Met.
Socialistpartiet är en demokratisk politisk grupp till vänster om Labourpartiet som förkastar våld.
I måndags inledde hon rättsliga åtgärder mot Metropolitan Police angående förhållandet, som varade mellan 2002 och 2004.
En gemensam utredning av BBC Newsnight och The Guardian har avslöjat Andreas tidigare partner, som låtsades vara en vänsterpolitisk aktivist.
Han använde omslagsnamnet Carlo Neri. BBC vet hans riktiga namn men publicerar det inte för att skydda sin familj.
Neri föreslog Andrea 2003 och gick med på det. Han välkomnades in i sin familj och hennes föräldrar, som bodde i Skottland, betraktade honom som en blivande svärson.
Andrea berättade för Newsnight att bedrägeriet hon led innebar att hon var offer för "psykologisk tortyr" som godkänts av polisen.
När han bodde hos Andrea under täckmantel i centrala London, från november 2002 till maj 2004, gifte sig Neri med ett barn.
Han hade ett dubbelliv och behövde uppfinna skäl att vara borta från lägenheten han och hans fru delade i Maida Vale.
Han visade Andrea fotografier av en pojke och sa att det var hans son från ett tidigare förhållande. Han sa att hans tidigare partner hade flyttat till Cornwall med pojken och han ville återupprätta kontakten.
Full historia på Newsnight måndagen den 18 januari kl 22:30 på BBC Two
"Han var förmodligen borta hemifrån för fyra eller fem nätter varje fjorton kväll och det skulle bero på arbetsresor och varannan helg han skulle gå till Cornwall för att träffa sitt barn," Andrea sade.
"Vad mig anbelangar, skulle jag tillbringa mitt liv med den här mannen och hans liv var mitt liv. Att ha en sådan stark relation till ett barn är verkligen viktigt."
I själva verket fanns det ingen tillgång resor till Cornwall. Fotografierna var av hans riktiga son som bodde med sin fru mindre än tio kilometer bort. Det var bara en del av hans täckmantel.
När han bodde hos Andrea i Maida Vale tyckte Neri om att göra nytta för sina vänner i socialistpartiet. Han sa att han var låssmed.
"Han sade ganska ofta att människor kunde förbättra sin säkerhet för var de bodde och igen som verkade på den tiden vara enormt hjälpsamma. Med efterklokhet finns det ett annat perspektiv egentligen eftersom det finns en enorm mängd människors lås som någon hade tillgång till," Andrea sade.
Varför den hemliga polisutredningen är viktig
De viktigaste deltagarna i undersökningen
Undertäckt polisbedrägeri "övervakat av staten"
Polisens ursäkt för kvinnor som lurats in i relationer
Men deras förhållande började brytas ner i slutet av december 2003. Carlo Neri skulle tillbringa jul och nyår med Andrea hemma i Maida Vale. Men i sista minuten sa han att hans far var allvarligt sjuk i Italien och att han måste stå vid hans sida.
När han återvände från sin resa till Italien - hon tror nu att det var en annan lögn - hade han helt förändrats.
Han berättade för henne att han just hade fått reda på att hans döende far hade utnyttjat en kvinnlig släkting sexuellt. I efterhand tror hon att det var en del av hans plan för att få slut på relationen.
"Det han avslöjade var fasansfullt. Det var ganska hemskt när du älskar dem och du ser dem vara i så mycket smärta - eller så tror du - du vill stödja dem. "
Andrea säger att det var de här lögnernas extrema natur som var särskilt skadlig.
Hennes advokat Harriet Wistrich från advokatbyrån Birnberg Peirce kommer att hävda att det var grymt och fullständigt oproportionerligt att rikta in sig på politiska aktivister nära socialistpartiet.
Andreas erfarenhet påminner mycket om berättelserna om åtta kvinnor som också blev lurade att ingå sexuella förbindelser med under täckmantel polisen.
Som en del av Mets uppgörelse av alla utom en av deras rättsliga anspråk i november, biträdande kommissionsledamot Martin Hewitt utfärdade en skarp ursäkt, säger att vissa undercover officerare hade ingått "långsiktiga intima sexuella relationer med kvinnor som var kränkande, svekfulla, manipulativa och fel".
"Jag erkänner att dessa relationer var en kränkning av kvinnors mänskliga rättigheter, ett missbruk av polismakten och orsakade betydande trauma," tillade han.
En offentlig utredning om polisen inleddes förra sommaren. Det förväntas att köras i flera år och Metropolitan Police berättade för BBC att det skulle samarbeta fullt ut.
Fru Wistrich kräver nu att alla under täckmantel poliser som är bemyndigade att infiltrera politiska grupper och protestgrupper avslöjas.
Hon sade till Newsnight: " Detta är helt klart ett mönster som de arbetade på. De andra kvinnorna som hade andra relationer beskrev liknande exitstrategier och i vart och ett av dessa fall var de mycket skadliga.
"Detta är en av de värsta jag har hört när det gäller att uppfinna en hel historia om sexuella övergrepp och våld som faktiskt inte existerade och jag tycker att det var en särskilt sjuk sak att göra."
Metropolitan polisen vägrade att bekräfta eller förneka om Mr Neri var en undercover officer. Det är standardsvaret.
Men i ett uttalande berättade biträdande kommissionär Martin Hewitt för Newsnight att Met "inte längre genomför "långsiktiga infiltrationsinsatser" i denna typ av grupper utan skulle ta ansvar för tidigare misslyckanden".
Han accepterade att det fanns en risk för "kollektivt intrång" i vissa av dessa fall.
Hewitt medgav att det tidigare förekommit "misslyckanden i fråga om övervakning och förvaltning", men betonade att under täckmantel nu är "extensivt övervakad".
Han sade: "Alla utplaceringar bedöms nu noggrant för nödvändighet och proportionalitet och styrs av en strikt rättslig ram som är föremål för oberoende tillsyn."
Richard Watsons film om under täckmantel polis är på BBC Newsnight måndagen den 18 januari kl 22:30 på BBC Two - du kan också ta igen efteråt på iPlayer.
En undercover Metropolitan Police föreslog en aktivist och bodde med henne i 18 månader, BBC har lärt sig.