土匪头目火头率领部众叛变投靠了日军，并将武十三(张铎 饰)及其同伴擒获。武十三心生一计，主动寻至火头面前，向其展示了一张从日军处获得的照片，上面是他与中村正雄的合影。武十三声称自己与中村正雄是故交，受其亲自指派潜入八路军内部从事卧底工作。火头脑筋简单，对此深信不疑，亲手为武十三斟酒致歉。武十三继而大肆渲染自己在日军中如何受重视，将火头哄得欣喜若狂。火头甚至直接交给武十三一笔钱财，恳求他为自己引荐日军高层。武十三顺势提出，要押解被捕的方碧怡等人前往日军处请功，火头欣然应允。
关团长获悉野战医院遭袭的消息后深感震惊。他坚信武十三不可能轻易遇难，但主力部队已接到南下指令，只得派遣一个连的兵力返回查探情况。恰在此时，他接到一封密电，随即带着警卫员虎子匆忙离去。武十三在火头部下的押送下，与方碧怡等人一同上路。途中，他佯装蛮横滋事，实则借机发难，迅速制服了火头的随从。与此同时，火头从炮楼伪军张队长处获得了通缉武十三的告示，方才察觉中计，急忙率众追赶。
脱离险境后，武十三向方碧怡询问她如何进入八路军医院。方碧怡告知，自己当时遭日军袭击负伤，幸得八路军搭救。她还提及，觉得武十三似曾相识，像一位旧识。火头带队追上了武十三一行人，武十三提醒众人敌众我寡，不宜贸然行动。火头当即命令部下冲锋，但其手下畏惧方碧怡与齐三元的枪法，不敢轻易暴露。方碧怡直言，一线红山寨中骁勇善战者早已遭火头迫害，如今所余不过乌合之众。武十三见状，独自走向火头的枪口之下，要求与火头单独会面。火头受其言语激将，只得现身相见。武十三放言，以自身身手根本不惧火头，并抬出八路军大部队即将赶到以作威慑。火头心中惶惧，武十三趁其不备，虚晃一招后迅速夺枪将其制伏。火头慌忙命令手下放下武器，武十三更令所有人解下裤腰带蹲地。随后，他绑缚火头，率众快速撤离。
关团长经过乔装改扮，潜入日统区与联络人接头。不料事先约定的男性联络人并未出现，前来接头的竟是一名年轻女子。该女子自称尤丽丽，是联络人刘科长的外甥女，此次代刘科长前来接头。关团长心生疑虑，要求更换时间与地点重新会面。随行护卫的战士察觉他们已被包围，关团长当即带着有嫌疑的尤丽丽紧急转移。武十三等人脱身后，方碧怡一枪结束了火头的性命。武十三觉察方碧怡情绪异常，经询问得知，火头原是追随方碧怡父亲多年的老部下，其叛变行径令她深感寒心。武十三了解缘由后，出言宽慰方碧怡，指出她应当庆幸在关键时刻仍有兄弟愿与她同生共死，这份情谊远非金钱所能衡量。方碧怡对武十三的倾力相助表达了感激之情。
武十三计划下一步前往追寻南下的部队。方碧怡明白无法挽留武十三，便与他握手道别。武十三走出数步，忽而想到可招揽方碧怡及其部下加入八路军，方碧怡闻言略显迟疑。武十三请她慎重考虑，随即转身离去。关团长一行被日伪军发现，双方在街头爆发激烈交火。他与战士们失散，遭一名日军士兵缠斗，幸得尤丽丽及时拾起手枪，击毙该日军。关团长抵达我党设置的安全屋，准备立即撤离，却再度被日军包围。此时尤丽丽突然发难，以枪械胁迫众人，随后伪军冲入屋内，将所有人包围。关团长被伪军逮捕。
早野大佐因迟迟找不到武十三而恼怒不已。此时，张队长带着火头残存的手下来到日军司令部，向早野报告了武十三的行踪。早野喜出望外，当即集结部队准备出发。武十三率领众人在山林中行进，前方遇到敌军设置的关卡。武十三见仅有伪军驻守，并未将其放在眼里，因为沿途仅凭他的威名便已震慑过多处伪军。然而此次他却遭遇阻碍，守关伪军竟从未听闻其名号，决意抵抗到底。武十三意识到情况有异，需谨慎应对眼前的僵局。他观察关卡布局与守军状态，判断强攻可能造成不必要的伤亡，遂决定暂缓行动，与同伴商议对策。方碧怡建议可尝试迂回绕行，但武十三认为关卡扼守要道，若不能清除障碍，后续行进将始终暴露于敌军视线之下。
与此同时，关团长在囚禁中冷静分析局势，试图从伪军的只言片语中获取情报。他注意到尤丽丽虽与伪军同处，却时常流露出不安神色，这令他对尤丽丽的真实身份产生新的疑问。早野大佐的部队正朝武十三所在区域疾速推进，张队长作为向导，详细描述了武十三可能选择的路径及藏身特点。早野下令分兵合围，务必活捉武十三以获取八路军情报。
武十三最终决定采取心理战术，他让部下向守关伪军喊话，陈述当前战局形势与日军必败的趋势，并承诺若伪军放弃抵抗可保其安全。部分伪军开始动摇，但为首者因受日军严密控制不敢擅动。正当对峙之际，武十三察觉山林远处有鸟群惊飞，判断可能有大队人马正在靠近。他立即下令全员隐蔽，做好战斗准备。方碧怡与齐三元分别占据制高点，观察来敌方向。武十三则悄然贴近关卡侧翼，试图在混乱中寻找突破口。
关团长趁守卫换岗间隙，试探性地与尤丽丽交谈。尤丽丽低声透露，自己实为刘科长安排的另一重保险，因刘科长怀疑原定接头点已暴露，故临时改变计划由她出面。但她未料到日军监视如此严密，导致关团长陷入险境。关团长要求尤丽丽设法传递消息至外围同志，尤丽丽表示需等待合适时机。早野部队的先锋已抵达山林边缘，与武十三派出的侦察兵发生短暂交火。武十三意识到必须尽快突破关卡，否则将陷入前后夹击之境。他命方碧怡带队佯攻正面吸引火力，自己亲率数名精锐从侧翼悬崖攀援，意图迂回至关卡后方。
悬崖陡峭难行，武十三凭借过人胆识与身手，率先登顶。他从高处俯瞰，清楚看到关卡后方防御空虚，仅有少数伪军驻守。武十三发出信号，下方队员开始强攻正面，枪声骤然激烈。守关伪军注意力被吸引，武十三率精锐从后方突袭，迅速控制关卡指挥点。伪军头目见大势已去，只得下令投降。武十三未作停留，清理战场后即带队继续转移。早野大佐听到前方枪声，催促部队加速前进，但复杂山地地形延缓了行军速度。
关团长在囚室中听到远处隐约传来的炮声，判断我军可能正在组织反击。他鼓励同囚战士保持信心，并暗中筹划逃脱方案。尤丽丽通过收买一名伪军看守，将密报传递出去。这份密报详细说明了关团长被关押位置、守军布防情况及早野大佐的围剿计划。情报很快送至我军指挥部，首长立即部署营救行动，并派出一支精锐分队接应武十三。
武十三率部穿越山谷时，遭遇早野派出的侦察小队。短暂交火后，武十三果断改变路线，向预定汇合点疾行。他深知携带众多人员在山林中与日军周旋并非长久之计，必须尽快与主力取得联系。方碧怡在行进中向武十三表示，她已考虑清楚，愿率部加入八路军，但请求给予时间说服手下弟兄。武十三表示理解，并承诺将向上级转达她的意愿。
关团长所在的囚室突然被打开，伪军奉命将他转移至更隐蔽的地点。关团长意识到这是逃脱的机会，在转移途中与尤丽丽默契配合，制造混乱后夺取武器，带领部分被俘战士杀出重围。他们按照尤丽丽提供的地图，向安全区域转移，途中与前来营救的分队汇合。早野大佐得知关团长逃脱、武十三突破关卡的消息后勃然大怒，严令各部加紧搜捕，并调集更多兵力封堵出山要道。
武十三在汇合点未能等到接应分队，却发现了日军增兵的迹象。他判断原计划已暴露，必须独立决策下一步行动。方碧怡提议可前往一线红山寨旧据点暂避，那里地形复杂且储备有少量物资。武十三权衡利弊后采纳此建议，带队转向山寨方向。途中他们解救了一批被日军征抓的民夫，从民夫口中得知早野大佐正策划大规模清乡行动。武十三将这一情报仔细记录，准备寻机送出。
关团长与营救分队会合后，立即听取关于武十三行踪的汇报。他分析武十三很可能因接应点暴露而改变计划，遂命令分队扩大搜索范围，重点探查一线红山寨方向。同时，他通过电台向指挥部报告早野的围剿部署，建议在外线发起佯攻以牵制日军兵力。指挥部采纳其建议，命令附近部队对日军据点实施骚扰性攻击。
武十三抵达一线红山寨旧址时，发现此处已被部分伪军占据。他设计诱出伪军小队，一举歼灭后占领山寨。方碧怡熟悉山寨结构，指挥众人加固防御，布置岗哨。武十三则着手整理情报，绘制周边敌军分布草图。他派齐三元带领两名机灵队员，化装成山民下山寻找我军联络点。齐三元等人下山后，谨慎避开日军巡逻队，几经周折终于找到地下交通站，将武十三的情报与位置信息成功传递。
早野大佐通过空中侦察与地面侦察，逐渐缩小搜索范围，判断武十三可能藏身于一线红山寨区域。他调集炮兵，准备对可疑区域进行火力覆盖。关团长通过情报获悉早野的炮击计划，立即率营救分队抄近路赶往一线红山寨，同时请求炮兵支援以压制日军炮火。武十三在山寨高处观察到日军调动，预感到即将面临强攻，遂命令全员进入防御位置，储备饮水食物，准备坚守待援。
日军炮击开始前，关团长分队及时赶到山寨外围，发射信号弹与武十三取得联系。武十三见援军已至，决定趁日军炮火准备间隙主动出击，打乱敌军部署。他留方碧怡率部分人员守寨，自己亲率精锐与关团长的分队里应外合，对正在部署阵地的日军发起突袭。早野未料到武十三竟敢主动出击，前线部队一时陷入混乱。我军炮兵根据关团长提供的坐标实施反击，有效压制了日军炮火。武十三与关团长在山脚下胜利会师，两股力量合兵一处，依托熟悉地形，且战且退，最终成功摆脱日军追击，转移至安全根据地。
此次行动中，武十三不仅成功脱险、铲除叛徒，还获取了重要军事情报，并促使方碧怡部众决心加入八路军。关团长则通过此番波折，核实了尤丽丽的身份，巩固了地下联络渠道。早野大佐的围剿计划宣告失败，日军短期内难以在该区域组织大规模行动。武十三与关团长在根据地稍作休整后，将继续执行各自的革命任务，而方碧怡及其部下经上级批准，正式编入八路军序列，开始了新的战斗历程。
武十三被迫率领部下筹划强行进攻。就在此时，一名身着黑衣的不明身份者突然从伪军阵地后方出现。此人仅凭数枚手榴弹与一挺冲锋枪独自作战，竟将伪军部队彻底击溃并迫使其投降。他对伪军表现出异常强烈的憎恨情绪，甚至试图对已投降的敌军进行彻底清除。武十三上前劝阻，提出双方皆为中国同胞，不应采取灭绝性手段。听闻此言，黑衣神秘人物方才收起武器，在沉默中转身离去。