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1944年，日本侵略者为了打通在中国内陆的交通线，对樊阳进行了疯狂的进攻。战事胶着，国民党六十九军神枪手牧良逢带着他的特战小队，奉命打通城外和城内草桥的联络.行进过程中，他们遭遇了日军狙击手中杉正大佐带领小队的反扑。双方殊死相拼，就在牧良逢一方占上风时，日军朝战场大量投掷了新型氰酸手榴弹。樊阳保卫战失败了，牧良逢为了躲避日军轰炸，也跟大部队失散。受伤的牧良逢被共产党游击队救下，跟当了游击队队长的父亲牧大明重逢。可这喜悦还没退去，牧大明就被游击队特派员老吉杀害。牧良逢由此恨上了共产党。牧良逢并不知道，老吉其实是共产党的叛徒，他杀害牧大明是为了得到牧大明手里的一份重要情报。而早有察觉的牧大明在死前将藏情报的线索交给了牧良逢的妻子柳烟。牧良逢、柳烟为此被老吉和其手下铁生追杀，两人被迫分头逃跑。牧良逢和老吉交锋过程中，被他手下的几名特战队队员救下。一行人赶往青木镇去找柳烟，不料老吉一方捷足先登，双方在青木镇展开火并。为了保护牧良逢，柳烟引开了老吉一伙，跳下山崖。牧良逢被猛子等人带回部队。他拒不承认投降了共产党游击队的指控，还不顾部队纪律，打伤警卫逃出部队医院寻找柳烟。可在山崖下，他只寻到了柳烟的遗物。不敢相信这一切的牧良逢悲痛欲绝、泣不成声。
柳烟并没有死。她被游击队救下了。游击队医生宗明和女队员薛云一直照顾她。游击队任政委诈出了柳烟的身份，柳烟因为老吉一事，对游击队非常警惕，她半真半假地回答任政委的话，得知任政委去见老吉后，她借着上厕所的机会，从宗明手里溜掉，准备去找牧良逢。柳烟此时还不知道，违反军纪的牧良逢已经被六十九军军长刘森下令枪毙了。牧良逢的手下——猛子、阿贵、顺子等人闻讯悲痛万分，十分痛恨执行枪决命令的情报处校官窖子狼。阿贵、顺子被窖子狼调走执行任务，没成想却在任务中看到了“被枪毙”的牧良逢。原来一切都是军长刘森安排好的，他做这些的目的，是需要牧良逢执行一件重要的秘密任务。樊阳守卫战里，因为日军使用了新型氰酸手榴弹，国军功亏一篑。而这个生产氰酸手榴弹的制造厂，就隐藏在青木镇附近的深山里。刘森手下无法探知厂址，准备利用大汉奸龙思良为制造厂送设备的机会，派人潜入，里应外合，一举摧毁制造厂。而跟龙思良相貌极度相似的牧良逢，就成为假扮龙思良的不二人选。牧良逢别无选择地接受了这次任务。他并不知道，柳烟已经摆脱了宗明、薛云等人的追踪，找到了部队。
为了留住丈夫的性命，龙思良的妻子樱木丽子答应配合。她教牧良逢假扮龙思良，从衣食住行、礼仪规范等方面纠正牧良逢。没受过多少教育的牧良逢很不习惯，跟大家族出身的丽子发生了种种矛盾。他越发思念和柳烟相处的时光。柳烟也在想念牧良逢。她无法相信牧良逢永远离开了自己。她又到了青木镇，想依照当初的约定在这里等牧良逢。为了躲避老吉的追捕，她藏到了青木镇客栈。老掌柜收留了她，还叫来懂医术的侄子给柳烟帮忙。柳烟发现对方竟是在游击队当队医的宗明。出乎柳烟意外的是，宗明相信柳烟是无辜的，并答应为她保密，这让一直身处险境的柳烟百感交集。因为受了丈夫龙思良的熏陶，丽子一直以为自己的祖国日本进行的是一场正义的战争。可当窖子狼贴出那些死于氰酸手榴弹的平民照片后，丽子几乎崩溃了。她这才发现自己一直被国家和丈夫欺骗。这也让她下定决心，跟牧良逢、窖子狼、阿贵、小顺一行人踏上了去青木镇的路，他们将在那里和日本方面接头前往青木镇接待牧良逢、丽子一行人的，正是牧良逢在樊阳守卫战中的老对手、中杉正大佐手下的美织子少佐。为了保密，美织子下令封锁青木镇。青木镇的老百姓们纷纷躲避，遇到搜查的猛子等人被迫跟日军交火。原来猛子得知柳烟没死后，带人到青木镇找她。激战中，猛子和躲避日本兵的柳烟相遇。可猛子却没有能及时救出柳烟，柳烟和其他一些镇民都被美织子俘虏了，他们被美织子命令送往制造厂当劳工。也在青木镇的牧良逢没看到柳烟。他按照原定计划扮演龙思良，和丽子、窖子狼等人，被美织子蒙上了双眼，带进了制造厂，见到了制造厂负责人宫木司令。因为牧良逢等人比约定好的时间晚到两天，负责制造厂保卫工作的中杉正对牧良逢一行产生了怀疑，他让美织子去调查“龙思良”等人这两天的行踪。牧良逢等人受到了宫木司令的热情接待，为了博取宫木、中杉正的信任。牧良逢、丽子忍耐住对彼此的不适应，尽力扮演一对和睦的夫妻。
宫木司令设宴款待牧良逢、丽子，他当年受樱木丽子家族资助读了军校，有了今日成就。无论是出于对樱木家族的感激，还是出于对“龙思良”给研究所制造厂的捐助，他都希望和“龙思良”夫妇搞好关系。而牧良逢在丽子的协助下，表现的有惊无险，让宴会气氛非常热络。而中杉正、美织子的到来，打破了融洽的氛围。中杉正明显地暗示了他对牧良逢身份的怀疑。牧良逢临危不乱，见招拆招，让中杉正第一轮刺探铩羽而归。不甘心的美织子送去了女仆服侍牧良逢、丽子，想要证明牧良逢、丽子是夹假夫妻。这让牧良逢、丽子两人越发尴尬。碍于任务，两人只能故作亲密，拖住了中杉正、美织子的注意力。趁此机会、窖子狼、阿贵、小顺等人展开了对制造厂内部的刺探，想要确定制造厂坐标。行动中，窖子狼差点暴露。研究所翻译官张觉适时出现帮了窖子狼。窖子狼怀疑张觉的身份，张觉对窖子狼点破他已经看穿了“龙思良”是假扮的。一番彼此刺探后，窖子狼坦言自己是国军的人，张觉则告诉窖子狼他是共产党。牧良逢因为父亲被老吉害死，对张觉十分警惕。
张觉并不知道牧良逢敌视自己的原因。他遇到了和其他老百姓一起被关押的柳烟，因为柳烟身上带着游击队员薛云的手帕，张觉设计带走了柳烟，表面把柳烟关了禁闭，以作为对柳烟的保护。任务进行的并不顺利。假扮夫妻的牧良逢、丽子各怀心事。重重压力下，丽子和牧良逢谈起了家族和丈夫，牧良逢体会到丽子的身不由己，对丽子不由产生了同情，更加痛恨大汉奸龙思良。真正的龙思良一直被六十九军秘密关押。他知道丽子背叛了自己，自己下场不妙，于是，他设计逃出了军统的关押地。
龙思良冒充国军士兵混出了国军地盘，乘军车赶往青木镇。途中司机认出龙思良是汉奸，以命相搏把车开到了山沟里。龙思良身受重伤，但还是强撑着到了青木镇。客栈掌柜和宗明看到了龙思良，误以为是柳烟的丈夫牧良逢，收留了他。牧良逢等人不知道龙思良逃跑。他们发愁如何确定制造厂的坐标。窖子狼的行动失败后，只能指望牧良逢。丽子对宫木司令表示了对中杉正态度的不满，牧良逢借机表示要参观实验室，宫木司令无奈同意了。参观实验室时，，为了向“龙思良”夫妇演示氰酸手榴弹的威力，敬冈博士拿服侍丽子那名中国女性做了实验，亲眼看到无辜的中国平民被杀害，丽子深受刺激。青木镇那边，宗明、老掌柜救治龙思良，并不知道他是被通缉的汉奸。猛子搜查到客栈，感觉不妙的龙思良打伤宗明逃了出去。猛子追击龙思良，狡猾的龙思良和猛子等人周旋，可就在猛子要击毙龙思良之时，美织子赶到。原来，一直在寻找牧良逢等人破绽的美织子从牧良逢乘坐的车里发现了疑点，被中杉正派往青木镇附近侦查。猛子带着特战队员跟美织子小队发生激战，受伤的美织子为了证明中杉正对牧良逢等人的怀疑正确，拼命救下了龙思良，把他送往制造厂。制造厂里，参观完实验室的丽子一蹶不振。牧良逢也因为实验室的金属屏蔽而没能完成测量制造厂坐标的任务，窖子狼为此焦虑不已，牧良逢却关心可怜的丽子。因为美织子带回了龙思良，中杉正更加笃定自己的判断，但除了龙思良的证词，没有任何证据表明牧良逢是冒牌货。中杉正想到了一个办法。
中杉正邀请牧良逢打靶，过程中，中杉正言语极尽刺探。牧良逢、丽子配合应对中，中杉正让美织子带过来一个人。他告诉牧良逢、丽子，以及被他邀请来当裁判的宫木司令，这人就是新标靶。新标靶正是龙思良。龙思良痛斥丽子的背叛，殴打丽子，牧良逢因而对龙思良大打出手。中杉正告诉宫木司令，两个人之间有一个是冒牌的。但龙思良、牧良逢都简称自己才是真的。宫木只得询问丽子哪个是她的丈夫。两条人命面前，丽子最终选择了牧良逢。牧良逢一行再次逃过了一劫。但试图帮助他们的张觉却受到了怀疑。美织子搜查张觉房间，受到张觉救助的柳烟为了不让张觉暴露，溜出去躲避，结果遭遇日军。柳烟被迫开枪逃跑，结果误入牧良逢的房间。柳烟、牧良逢看到对方都活得好好，欣喜若狂。追赶而来的美织子怀疑柳烟身份，张觉以柳烟是新安排给“龙思良”夫妇的女侍为由，搪塞过去。
危险暂时解除，但敏感的柳烟很快就察觉到丽子对牧良逢有种异样的感情。窖子狼、阿贵、顺子也察觉到，丽子选择救下牧良逢而没有选择龙思良，并非单纯出于正义感，丽子已经对牧良逢产生了一丝她也说不清的情愫。唯独迟钝的牧良逢没有想太多，只是单纯地同情丽子的遭遇。确定制造厂坐标的任务一直没能完成，因为制造厂的电磁设备让窖子狼带来的所有仪器都失灵了。大伙儿一筹莫展之际，雨夜的一道闪电破坏了制造厂的电路。窖子狼等人趁机再度夜探制造厂，试图确定实验室坐标。可这时，柳烟不经意遗落在厂区内的手枪被日兵发现。中杉正看到枪上的名字——牧良逢，认为牧良逢就潜伏在“龙思良”夫妇一行的队伍中。中杉正带着美织子冒雨搜查制造厂。牧良逢看到中杉正、美织子出没，为了掩护窖子狼等人，牧良逢冒险狙击了修理电路的日军士兵，开枪打伤中杉正。听到枪声，窖子狼等人知道出了意外，只能暂时中止行动。而中杉正不顾自己伤势，赶到牧良逢处检查，牧良逢等人针对中杉正的质疑一一解释。赶来的宫木司令碍于丽子家世，想赶走中杉正。但丽子坚持让中杉正搜查，牧良逢等人胆战心惊，可志在必得的中杉正却一无所获。中杉正遭到宫木斥责，失望而归，牧良逢等人这才知道丽子设计藏起了那些能暴露身份的物品，大家对丽子都非常感激。经过这次危险事件，牧良逢一行也对屡屡帮助己方的张觉产生了信任。在张觉的帮助下，几人分析了厂区地形，最终确定了制造厂的实验室位置。但制造厂的地图位置依然成谜，而此时，留给他们和国军情报处方面联系的时间所剩无几了。
宫木司令为了替中杉正赔礼道歉，把自己从附近山中采的鲜茶送给丽子、牧良逢。柳烟从茶上判断出，制造厂应该就是在青木镇附近。窖子狼等人根据柳烟的判断，重新回忆了他们进入制造厂之前的路程，大伙儿意识到在来路上，美织子曾故意带着他们兜圈子。终于通过种种分析、计算，大家终于得到了制造厂的坐标。坐标确定，下一个难题就是如何及时把坐标发出去，联络上六十九军，和他们里应外合摧毁制造厂。窖子狼迅速布置了行动步骤，可他刚安排完。中杉正就调来了战术小队“保卫”牧良逢一行。众人行动受限，无法接近日方电台。焦急中，柳烟认为如今只有张觉能帮大家，她把情报给了张觉。此时，中杉正已经笃定牧良逢就在“龙思良”夫妇一行队伍中。为了找出牧良逢，他聚集制造厂内的劳工，一个个地枪毙，柳烟不忍同胞遇害，站出来承认她就是遗落在厂区内那把枪的主人，也是牧良逢的妻子——柳烟。
中杉正怀疑“龙思良”就是牧良逢，他向柳烟刺探此事。虽然柳烟拒不承认，但中杉正已经从柳烟细微的反应中认定自己判断正确。张觉不知道自己被中杉正、美织子盯上了。他还在想办法进入通讯室，但让他措手不及的是，整个通讯室被拆除了，中杉正已经命令通讯室并入作战指挥处，所有电台全面管制。而此时，距离约定好的发报时间只剩下四小时了。张觉为了得到进入通讯室的许可，假借丽子告状之名去找宫木司令，要了一份授权书。宫木打发走张觉后，才对中杉正吐露了自己的真实想法——他也怀疑牧良逢一行，但因为樱木丽子的原因，他不能公开支持没有任何证据的中杉正。中杉正趁机要求宫木调来自己起家部队，来保卫制造厂的安全。国军通讯室里，六十九军军长刘森焦急等待，但约定的时间快到了。还没有讯息传来。猛子这时候才得知，牧良逢参与了这次的秘密行动，牧良逢还活着。眼瞅约定的通讯时间快到了，张觉却无法避人耳目地接近电台。万般无奈下，张觉持枪一路杀进了作战指挥部，闯进了收发室。焦急等待的刘森收到了情报，大喜过望，安排猛子带特战队赶赴接应。完成任务的张觉已将生死置之度外，他被中杉正的人带走了。中杉正告诉宫木，制造厂位置已经暴露，必须全员撤离。而为了不给中国人留下证据，宫木下令将所有中国劳工和研究所、制造厂一起炸毁。中杉正不肯放过跟牧良逢对决的机会，他带着美织子去抓捕牧良逢、丽子一行。双方在楼内发生激烈交火。利用楼道内的黑暗，牧良逢、丽子等人巧妙骗过中杉正，逃离了大楼。几人很快就发现了日军在撤离。为了丽子的安全，他们兵分两路，窖子狼等人去摧毁实验室；牧良逢则保护丽子撤退。大家都以为张觉会保护柳烟，但他们并不知道，柳烟、张觉此时都被关进了研究所实验室，等待他们的是跟实验室一起毁灭。
