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在那个特殊的年代里，抗战进行到了最后的艰苦阶段，针对日军的猖狂行为，国民党军部决定组成一支勇于作战，有特殊作战能力的小分队-女子炸弹部队。薛敏：队长、拆弹专家、铁腕柔情;冷月：副队、神枪手、冷面热肠、中性帅气冷月是这个部队的唯一一名狙击手，和日本人有不共戴天之仇;柳如烟：妩媚刺客，妩媚性感、大情大义、豪气洒脱;欧阳兰：炸弹天才、聪明娇纵、单纯张扬;童玲玲：清纯活泼、娇弱清新、机灵聪明。她们只听从于军令处黄玉池的指挥，可以不受任何部队制约。临江二连连长给团长打去电话说明了城内战况，李孝龙由于设防让日本人钻了空子，他命令部队即刻去临江增援。刘参谋怀疑前面被日军占领并设下埋伏，但李团长不听劝告执意前往救援。日军野村少佐早已在他们必经之路的大桥上安装了引爆炸弹装置，田中提出应该再多加一些炸药。女子炸弹部队在离桥三百米的地方伏击日军，他们暴露目标后被日军机枪一阵乱扫。通过望远镜她们看到日军在安装手动炸桥装置，欧阳兰在掩护下冲到桥上拆弹，野村让人直接炸桥，但都被狙击手冷月干掉。薛敏也冲到桥上帮欧阳兰拆弹，奉命调防的李团长没有想到临江已被鹤岗部队占领，大桥上已设好了埋伏。野村看到李孝龙的援军到达后命令部队撤退，黄玉池接到临江城失守的消息后万分气愤。李孝龙派去的工兵被炸弹炸死，欧阳兰发现桥下还有一颗炸弹，在薛敏的配合下，她们合力拆除着最后一颗粒炸弹，冷月和柳如烟稳住了李孝龙，欧阳兰发现最后一颗是定时炸弹，薛敏在上面指挥着她该如何拆除。野村将遇到女人炸弹部队的情况汇报给了鹤岗，鹤岗知道中国人不是那么好对付的。队长薛敏没有想到在战场上见到了自己七年前的恋人胡睿，而这个胡睿也已被日军收买。鹤岗命飞机出动赶往大桥处，薛敏用炸弹引爆山上的石头以将飞机打下来。
欧阳兰将炸弹安置在山崖上，等冷月开枪引爆炸弹后日军两架飞机被炸毁，剩下的那架只有溜走。李孝龙的部队能顺利过桥多亏了女子拆弹部队的帮忙，队长薛敏在战斗的受伤被送到战地医院。薛敏一觉醒来知道临江城失守，李孝龙的部队全军覆灭。日军轰炸机的突然到来让女子拆弹部队急忙转移，走之前她们救了李团长的部下，那伤兵话没说完就死。沦陷的临江城里藏着一个秘密，李孝龙的失败让那个秘密和女子炸弹部队紧密联系在一起。鹤岗接到情报知道李孝龙那里有秘密，日军俘虏名单里没有李孝龙和胡睿。薛敏回到国统区后从黄玉池那里知道李孝龙还活着，他让她们去营救李团长回来，这个任务关系着李团长的一个秘密，一定不能让日本人抢占先机。薛敏知道该如何去处理特殊情况， 接到任务的她准备带着姐妹们装成舞小姐回潜回临江城，但她不知道临江城里有更大的圈套在等着她们。她们在进城时被日本人盘查，柳如烟急忙上前应对，她们被迫和日军正面发生冲突，上车后强行冲入了临江城，追击的日军知道了玉米炸弹的威力，玉米炸弹响后满天飘落着爆米花。野村赶到后知道是一群女人做的，他命令部队全城严加盘查。她们进城后和城中人员接上了头，野村很快弄到了她们五人的详细资料，他想她们会自投落网。中华日报的记者刘成将李团长在日军医院的消息告诉了女子炸弹部队，她们准备冲到日军医院救出李孝龙。柳如烟装神弄鬼吓晕了两个日本兵，他俩被扒光衣服后身上安装了炸弹装置，野村知道后带人赶往，他命拆弹手过去拆除炸弹。等救护车到后她们上车换上了护士的服装，野村命人放弃拆弹。女子拆弹小队的行动被人看在眼中，她们混入了医院，进医院后他们分成两组寻找李孝龙的下落。
经过搜查她们没有发现李孝龙的踪迹，在密室中她们找到了胡睿被俘的资料，但没有李团长的信息。薛敏在特护房见到了胡睿，她要找到李团长再离开，他说自己被弹片击中后醒来就在这儿，还说会将李团长的消息通过医院的厕所接头将消息传给她们，在薛敏走前他拿出了她送给他的那支钢笔。日本人发现有人混入了医院，他们展开了搜查，甩开日军扣她们开车离开了医院。胡睿将消息传给了来到厕所接应的人，他让野村给自己时间把薛敏也争取过来，正是胡睿送的情报才让日本人顺利拿下临安，为了让女子炸弹部队相信胡睿是真的受伤，野村开枪打到了胡睿的腿上。薛敏将她和胡睿的关系告诉了她们，她让柳如烟和众人钻到粪车里混进去，她们刚从粪车出来就遇上了日本兵，只好匆忙应战，老头为掩护她们拉着装有炸弹的粪车冲向了日军，进入医院后她们开枪射向看守的日军。野村赶到后命人进去搜查，薛敏让欧阳兰和柳如烟去救李团长，她去了胡睿的病房。李孝龙被欧阳兰和薛敏救下，薛敏扶着受伤的胡睿也来到停尸房。冷月和童玲玲弄了消防服装进来叫他们穿上撤退，这是野村故意安排的，他想放长张掉大鱼。假装晕迷的胡睿正在盘算着如何实行野村的计划，薛敏将黄处长的命令说了出来。李孝龙对于她们的救命之恩表示感谢，薛敏希望他能将临江城的秘密说出来，但李孝龙说临江城没什么秘密。面对昏迷的胡睿，薛敏对他的憎恨逐渐消融，但她不知道他以后会伤害她的更深。假装昏迷的胡睿听到了她们之间的全部谈话。柳如烟去诱惑李孝龙被识破。
童玲玲值班时李孝龙逃走了，她们从胡睿那儿知道李团长知道那批军火的位置。薛敏找到了李孝龙，他知道是胡睿出卖他后打了他一巴掌，李孝龙知道众人都在争夺他藏的那批军火，女子炸弹部队建议他可以将那些军火毁了，不能留给日本人。他们喝完李孝龙倒的酒后都晕了过去，薛敏没有喝那酒，她能理解他的心情。李孝龙决定等天亮后带她们去找军火，胡睿将情报传出去时被薛敏发现，但她不知道他的用意，胡睿再次向薛敏表达了爱意，薛敏相信了他并扶他回去。中共地下党员刘成出现在胡睿和日本人接着现场。薛敏开车带着李孝龙和其他人离开，野村坐在后面的车上跟了上去，心怀鬼胎的胡睿开始为自己的安全担心了。薛敏没有发现后面有车跟踪，李孝龙带人来到一处酒楼，在雅间里李孝龙见到了老宋，并介绍了女子炸弹部队给他认识，老宋是他的管家，为了保护那批弹药他长期潜伏下来在这儿安家。老宋打开秘室后他们看到了大量的军用物资，胡睿在机关处留下了记号，里面都是全新的美式装备，这里的武器可以让他的部队扩编五倍。薛敏命柳如烟将这批军火炸毁，李孝龙也很心疼这些东西，但不能让日本人知道。胡睿故意在军火库将箱子推倒，它们砸在了李孝龙身上，他的身上压住了两颗粒地雷，面对复杂情况薛敏和欧阳兰合力拆除着李团长身下的地雷，第二颗雷被成功拆除，但第二颗雷不好拆，胡睿趁机拿上了武器。中共地下党员刘成也悄悄靠近了军火库。薛敏成功压住了地雷上的弹簧，李团长的身体被挪开，胡睿拿枪指向大家并让人往后退，他说不想让他们把军火炸掉，她们知道他就是日本人派来的。薛敏猜出了是胡睿给日本人提供的情报才让他们攻下了临江城，他的说伤了薛敏的心。刘成以日报社首席记者为名见到了胡睿，他的话让胡睿很惊讶。野村跟错了车被带到了妓院。
等胡睿要动手时被薛敏拿下，刘成知道外面都被日本兵包围，他建议先不要炸毁这些武器弹药。等老宋上去后知道了日本人包围了酒楼，野村发现了仙客来门口的火柴棍，昏迷的胡睿开枪打死了老宋，并拿枪指住了李孝龙，让胡睿要开枪时被飞刀扎中，薛敏亲手杀死了他。野村调集重兵包围了仙客来，店小二对他的问话是啥都不知。薛敏命人抄家伙冲出去，日本人刚一冲上去就被顽强抵抗，他们被日军火力压制在二楼上，刘成知道从门口是出不去了，薛敏让人从厨房炸出通道离开，冷月在战斗中负伤。到厨房后刘成指挥他们各自分工，这让薛敏对他的身份产生了疑惑。日本兵知道他们去向后赶去厨房，结果被瓷片炸弹炸飞，守护在厨房墙外的日本人也被解决，野村赶到后李孝龙和童玲玲被困住，其他人成功逃走。野村终究还是发现了李孝龙的弹药库并将军用物资带走，鹤岗对野村进行了表扬，他想公开处决李孝龙和童玲玲时被野村提出要以他们为诱饵引女子炸弹部队上勾。刘成将利用野村救人的办法告诉了薛敏，她不知道他的真实身份，可面对如今的情况她只能是冒险一试。李孝龙在监狱中遭受酷刑，可他并没出卖女子炸弹部队，野村知道油库被弹后急忙带人赶过去，等他走后刘成和薛敏装扮成医生和护士进入监狱。
刘成和薛敏进去后将纸条交给李孝龙和童玲玲，野村知道李孝龙要交待后提出要见鹤岗大佐，鹤岗接到电话后坐车来到监狱中，李孝龙对鹤岗交待了国军要收复临江城的决定，童玲玲也被带了进来，鹤岗急着要知道她们潜入临江城的秘密，从她和身上掉下了纸条，这让鹤岗对野村产生了怀疑。池田在军火库中发现了定时炸弹，这让野村无法解释，那些军火是他让田中送进去的，鹤岗急忙赶往军火库，野村被关了起来。等鹤岗走后刘成和薛敏准备冲进去救人，野村被关起来后万分恼怒，等门口的炸弹响后他们进入监狱里救出了李孝龙和童玲玲。 野村知道这一切都是他们事先设计好的，这超出了他的想象。刘成告诉野村这是他计划的一半，他没将野村杀死，只是打晕后将他背走并在监狱里留下了书信。炸弹拆除后田中被关了起来，鹤岗知道野村被女子炸弹部队救走。柳如烟在野村身上注射了东西后他就晕了过去。李孝龙对于刘成表示感谢，薛敏仍然不知他的身份。鹤岗看完信后对野村加以通缉，刘成在盘算着如何利用女子炸弹部队将军火送往解放区根据地。薛敏准备带着女子炸弹部队离开临江城，刘成猜出了她的心事，对于计划的另一半儿薛敏并不清楚。刘成第二天开车带人来到日军军火库，他说是鹤岗大佐的命令让他们来运送军火的，等池田确认的时候联系不上鹤岗，童玲玲将电话线剪断并接到另一头模仿鹤岗的声音，池田只好让人转移军火，军火库周围布满了重兵，刘成知道不能硬闯。野村割开了被绑的绳子后将柳如烟绑起来，等她们回去后被野村拿枪指住。刘成开车出城时遇到阻拦，他拿出了池田签发的命令，看门的人只好放行，野村带着被绑的柳如烟赶来，随后她被救下，野村只能向鹤岗汇报情况。刘成开着车往东边开去，他们要穿过日本人的封锁线才能到达国统区。
刘成将车开到一片竹林后启用了备用计划，他们要在半路上伏击池田。野村不明白为什么追了那么久还看不到卡车，他命人停车时地雷响起，随后女子炸弹部队向追击的日军发出攻击，刘成知道日本人发现了他们的位置后就让众人散开，日军用迫击炮不断地轰炸树林，冷月开枪打中了野村，但没伤到要害。在冷月的掩护下欧阳兰冲向日军汽车，日军汽车被抛出去的炸弹炸毁， 野村也被炸晕。刘成指挥他们要冲过关卡，他跳下车后汽车在日军关卡处引爆，随后他上了后面的汽车。在刘成的指挥下那些军火被运往共产党的根据地，薛敏知道是他利用了她们。刘成带人开车撤退，李孝龙猜出了刘成就是共产党，薛敏知道她和他的目标是一致的。鹤岗对于这次失败很恼火，李孝龙被顺利带回了国统区，他说是自己炸了那批军火。刘成三年前潜入临安城，目的就是这批军火，他没想到在女子炸弹部队的协助下完成了任务，他不明月为什么薛敏会暗中帮助自己，而他的老对手野村也逃过一劫。鹤岗向野村提起了大岛宪次，他想利用大岛宪次展开行动，用毒气弹将水厂引爆并使江城的水源污染。薛敏已彻底忘记了胡睿，冷月摸着左臂上的伤口想起了刘成，他的闯入让她的内心开始温暖起来。原国军营长高天宇因双面间谍大岛宪次的错误情报致使全部覆没，鹤岗想利用高天宇用毒气弹来威胁政府交出大岛宪次。江海城上空出现了日军飞机，军子炸弹部队急忙将车开往防空洞。高天宇将柳如烟从废墟中救起并带她到了安全的位置，他女儿亲自目睹了母亲被大岛宪次蹂躏，因此也成了精神病。高天宇想利用这次机会杀死大岛宪次，按照鹤岗的要求日军在江城投放了毒气药，黄玉池命炸弹小队马上集合。
女子炸弹小队赶往炸弹落下的地点查看，赶到后薛敏说那是毒气弹，不让她们触碰。她们听到小孩儿的呼叫后让童玲玲守住那颗毒气弹，赶往了其她投弹的地方，见到被毒气弹压住的小女孩儿后薛敏亲自去拆弹并让其她人赶往其它地方。欧阳兰在炸弹附近被人扑倒后拉入树林中，柳如烟随后也被偷袭，冷月及时救了她，打斗之后欧阳兰也被救下。她们猜出了这些人也是为毒气弹而来，童玲玲受到攻击，幸好欧阳兰和柳如烟及时赶到。冷月一人开车去支援薛敏，薛敏在拆弹中被人攻击，毒气弹不小心爆炸，薛敏为救那小女孩儿也晕倒在车上。薛敏醒来后得知毒气弹都被找到了，小辫子因伤势过重被送入医院抢救，但终因抢救无效而死，这让薛敏万分伤心，她将过错放到了自己身上。薛敏将自己关了起来，报纸上的影响很坏。他们知道这次日本人投的弹十分特殊，军部经过慎重考虑派来了新的教官。一场突如其来的变故让薛敏夫去了和组织上的联系，她知道在哪儿都是抗日。柳如烟在街上改完衣服见到了高天宇，高天宇看到了她盒子里掉下的特别通行证，他知道她是军统的人。高天宇想利用柳如烟来拿到特别通行证，负责教女子炸弹部队拆弹的人是刘成，她们见到后很吃惊，黄玉池说刘成是军统要员。刘成宣布冷月为代理队长，并要对她们加入严格的训练，冷月不明白他为什么要选自己当队长。
女子炸弹小队在接受着刘成严酷的训练，这让她们的技战术水平和综合素质得到了提高，薛敏在为那个女孩儿的死而自责，刘成劝她不要想的太多，她感觉刘成像是共产党，可刘成说自己是军统的秘密武器，中华日报记者只是他的另一个身份，炸弹只是他的专长之一，他是当年西点军校毕业唯一一位荣获勋章的人。薛敏要找到组织去查明刘成的真实身份，柳如烟的训练中不时地收到鲜花。薛敏在梦中梦到了小辫子，一觉醒来她发现了欧阳兰等人被绑住，她们身上还有炸弹，薛敏急忙去拆除它们，当她看到是毒气弹后有些慌神了，其她几人醒来后薛敏不让她们担心，她又投入到拆弹的中，但小辫子的阴影不时地浮现在她的脑海中，刘成开枪提醒着她。薛敏还是失误了，毒气药是假的，那里面只是普通的染料，刘成在对她们进行着测试，他对她们进行了批评和指导。欧阳兰着急去拆弹被冷月阻止，柳如烟和高天宇约见在咖啡馆里，他还是想拿到她身上的特别通行证。柳如烟到后端起了桌上的咖啡，高天宇早就在里面下了药。喝完咖啡的柳如烟昏倒了，高天宇顺利地拿到了特别通行证之后离开，随即带人展开了行动。刘成接到电话后赶往柳如烟的地方，等他走后高天宇开着卡车进了军事基地。刘成到咖啡厅后知道中了埋伏，一群人上前围住了他，等薛敏到咖啡厅时刘成正在和那帮人厮杀。他们一起上楼去寻找柳如烟，找到柳如烟后薛敏知道这批人和上次袭击他们的人是一批人。冷月等人发现了军火库钥匙被盗，她上前试探情况，挥手之后欧阳兰去拉警报。
区阳兰在拉警报时被打晕，童玲玲在门口也被打晕，冷月进去后被人拿枪指住，然后她被高天宇打晕在地，高天宇不想杀死她们，他成功运走了三枚毒气弹。刘成有了毒气弹的下落，吕参谋长是江海城的最高驻军，他说高天宇等人将毒气弹运到了江海水厂，刘成准备让女子炸弹部队打入水厂。刘成亲自带着女子炸弹小分队去执行任务，这次拆除的是真的毒气弹，黄玉池在水厂外做好了接应工作。薛敏知道刘成为啥没叫她再让队长，刘成告诫她要注意这次行动的细节。刘成带着她们潜入了水厂内部，在厂长办公室里他们被高天宇带人伏击，他们只好放下手中的枪，高天宇知道吕参谋厂会派女子炸弹分队前来。柳如烟上前打了高天宇，刘成命其她人伺机行动，炸药引爆后双方展开了枪战，日本间谍火力太大，欧阳兰因中伤被俘，柳如烟也被抓住。在手雷的掩护下刘成带着冷月和薛敏离开，薛敏要回去营救欧阳兰被刘成阻止，他们的任务是拆除毒气弹。刘成用手雷引爆漂白粉仓库后离开，高天宇让人将水厂厂长带来。高天宇打电话给黄玉池，从电话声中黄玉池听到了女子炸弹分队成员的叫声，他要求将大岛宪次带到水厂，吕津同参谋长在电话里听到了高天宇让人注射毒液的叫声，黄玉池想和吕津同商量一下，但吕津同不让他插手。大岛宪次给吕津同打去电话，他用那封密信来威胁他。高天宇向柳如烟讲起了他的伤心往事，她知道他只是在利用她而已。
