一九四五年夏，日本法西斯面临覆灭。面对百万苏军压境，侵华日军关东军垂死抵抗，计划并实施“关东军特别防务演习”。日军在中苏边境实战演习生化武器。我地下工作人员刘四平获知日军“关特演”计划的情报后，立即通过皮货店老板乔掌柜，将情报电传给苏军总部。

同一天，小野进驻三江司令部，成立特高课。焦土因在演习中体罚战士受处分。同时，上级交给他重大任务：指挥特别小分队，侦察并伺机捣毁日军生化武器库。

小分队成员由他选择，但助手已确定，是参加过对德战争，负责调查德军细菌战计划的苏联红军达妮娅少校。随同达妮娅来的译员沈若飞，也加入了小分队。焦土精心挑选小分队的成员。爆破专家黑子，神枪手宝日娜，焦土的勤务兵小不点。

小分队入境之后，误入日军布下的雷区，幸亏爆破专家黑子警觉，方才有惊无险地度过难关。小分队绕道行进，前往第一个联络点黑山口客栈。他们将在这里跟小分队的第七个成员——我地下工作人员王玉兰汇合，她将担任小分队的向导。

三江市——日军三江司令部驻地，军需官刘四平着意巴结，将几件珍贵的上等貂皮进献给副司令官三本太郎，三本非常满意。小分队到达黑山口客栈，小不点被参贩抓住，宝日娜在营救小不点时发现小不点原本是女孩。刘四平与地下工作人员——车夫六大爷接头，将特高课成立的情报交给他，让他带给乔掌柜。

刘四平带小野手下的一批军官去妓院作乐，认识了新来的妓女辣牡丹。

小野和山本接到情报，知道小分队已入境，山本要求小野消灭小分队，小野称还未到时候。焦土与老板娘王玉兰接上了头。王玉兰加入小分队，担任向导。客栈里赌博行乐的烟贩酒后滋事，引来了日伪军包围了客栈，黑子开枪示警。

恶战后，客栈被炸，王玉兰也受了轻伤。她带领大家从小道突围而出。焦土对入境和突围过程过于顺利产生怀疑，达妮娅提出小分队应当乔装行进。焦土建议让达妮娅扮演白俄遗孀，其他人扮演护送她回哈尔滨的随从。

日军司令部，小野布置第二次实战演习，横川健驾摩托车出逃。小野带兵追捕横川健，在蘑菇屯附近发现横川健丢弃的摩托车，随后又找到横川健画的一张不完整的地图。小野为了不留后患，将全村村民杀害。刘四平从辣牡丹那里获得了“日方已知道小分队入境”的情报，让乔掌柜电告苏军总部。

同时，日军在苏军总部的卧底“老B”又将此事电告小野。小分队经过屠村现场，悲愤万分，队员们对焦土带着大家“鬼鬼祟祟”地钻来钻去极为不满。

焦土决定改变路线，乔装走大路前往工友李金魁的棺材铺歇脚；王玉兰和达妮娅认为走明路太危险。焦土坚持己见。小分队到达棺材铺，夜里，李金魁媳妇被杀。焦土感觉危险就在身边，决定连夜转移。日军赶到棺材铺，小野听完李金魁的哭诉，将其击毙。

回到原定路线，王玉兰带领小分队穿山越岭。林中修整时，小不点到远处解手，不慎掉入陷阱，猎人救了她，但电台摔坏了。小不点儿带猎人去见小分队。宝日娜认出他就是她当年的恋人——铁鹞子。

当年因铁鹞子出卖，宝日娜父亲被日军杀害。铁鹞子宝日娜挥刀欲杀铁，被焦土阻止。铁鹞子逃脱。宝日娜冲焦土发火，小不点儿发起了高烧，王玉兰帮小不点脱衣服时，发现小不点是女孩，并且知道小不点喜欢焦团长。达妮娅的药箱丢失了，王玉兰冒雨攀崖采药，因肩头带着伤，险些失足。

小分队躲雨，进入刘集镇，沈若飞带达妮娅去看戏班子排“蹦蹦儿”戏，引起了班头大爪子的注意。黑子与戏班发生了冲突，被大爪子灌醉扣下。

焦土与大爪子谈判，土匪要求与小分队同路走，双方各怀心事，焦土只好答应。刘四平通过辣牡丹从日军军官嘴里听到的只言片语，结合日军调度情况，推断出“小分队行踪已露”，但因小分队电台已坏，无法联络。刘四平决定派六大爷一进山林，与小分队接头。

铁鹞子悄悄窥视着精神失常的横川健，随后日军搜索队抓到了奄奄一息的横川健。

焦土意识到，小分队的行踪总是泄露，绝非偶然的事情。他决定只身引开敌人，再和小分队会合。达妮娅留下来主持大局小分队和戏班子夜宿道观。戏班子把蒙汗药加入井水中，一觉醒来，队员们发现已被迷倒，全体缴械，土匪大爪子认定小分队也是去寻宝的。

他逼问藏宝地点，关键时刻，焦土及时赶到，在王玉兰配合下制住几名土匪喽罗。

大爪子抓紧达妮娅作为人质，与焦土互不相让。按照江湖规矩，以翻斗酒比武后，土匪被焦土慑服，同意被焦土收编。土匪与小分队一前一后行进。途中遭遇带着横川健回三江城的日军搜索队，焦土意识到这个疯疯癫癫的日本兵可能很重要。

沈若飞险些被炸伤，幸得王玉兰相救，对王产生了好感。小分队夜宿客栈，达妮娅呕吐不已，发现自己怀孕。王玉兰也发现了，达妮娅让她保守秘密。

六大爷与焦土接上头，告知他我方行踪已露。焦土知道可能有内奸。两人还约定，一旦将来无法联系，双方可到鬼见愁地下联络点接头。清晨，小分队准备出发之际，宝日娜失踪了。宝日娜正瞄准铁鹞子准备开枪之时，焦土拦住了她，劝她给铁鹞子立功赎罪的机会。

铁鹞子将横川健救了下来。横川健身染重病，疯疯癫癫，铁鹞子采药给他治病。小野得知横川健得而复失，又惊又怒。

刘四平得知横川健在逃，但暂时无法知道此人与小分队行动有何联系，只能加紧打探。小分队行动途经细菌村，发现全村百姓因日军细菌试验身染恶疾。焦土考虑到行军速度，硬起心肠，决定“见死不救”。队员们很有意见。小分队继续行军。

小不点儿偷偷问土匪要钱，土匪戏弄她，让她自个儿去抢。小不点儿溜回刘集镇，摸进一家大户人家，准备抢钱买药，给百姓治病。

焦土发现小不点儿失踪，逼问土匪得知小不点儿去向，心急如焚。他让达妮娅带队继续前进，自己与王玉兰回镇救援。刘集镇，小不点儿进药铺买药，被伪军围困，焦土与王玉兰赶到，救出小不点儿，过程中手臂受伤。焦土运药到细菌村，与王玉兰冒着感染的危险，救助百姓。

土匪在师爷大来好的怂恿下，再次反目，灌醉黑子，劫持达妮娅等人，改道前进，一路逼问藏宝地点。焦土等人赶回汇合地点，发现小分队不知去向。

焦土根据宝日娜留下的暗号，判断出他们往北去了。三人策马紧追。焦土追上土匪队伍时，土匪正在与占据要道据点的日军作战。不知何故，日军火力相当猛烈。焦土拦住打红眼的土匪，救回达妮娅等人。路上，土匪再次与小分队翻脸。

焦土与达妮娅商量，决定分队前进。路线只有焦土与达妮娅两人知道。沈若飞和王玉兰认为这样削弱队伍实力，因此坚决反对。焦土坚持己见，两队分头出发。

刘四平安排辣牡丹缠住山本，自己夜入三江司令部盗取情报，险被发现，皮货商掩护他逃脱了日军追捕。小野得知司令部出事之后，与山本商议，设计安排假情报，一来误导小分队，二来试图查出卧底。焦土一行夜宿废伐木场，焦土受伤的手臂感染了细菌，开始大面积溃烂。

宝日娜去通知达妮娅。铁鹞子带着横川健，加紧追赶小分队，发现了达妮娅一行，却没有看见宝日娜。回头再找时，发现宝日娜在查问达妮娅下落。于是他现身给宝日娜带路，又险遭宝日娜的辣手。

宝日娜被铁鹞子带到达妮娅营地。达妮娅得知焦土病情，决定回师与焦土汇合。达妮娅赶到伐木场，掏出出发前指挥部交给她的密令，要求焦土服从军令，撤回总部。全体队员都站在达妮娅一边，焦土被逼无奈，向大家明确讲述了此行的任务是炸毁日军生化武器库。

达妮娅被焦土感动，同意他留下。刘四平为山本庆祝银婚。小野屡次设计，试图查出卧底。三本将小野准备的假情报顺手塞入保险柜。

刘四平不知是计，安排辣牡丹缠住三本太郎，盗出假情报，让乔掌柜用电报发出。小分队接到情报后，知道情况危急，焦土强忍伤痛，带领大家连夜出发。达妮娅要求他休息两天，不然他的手臂可能难保。焦土不听。焦土找沈若飞谈话，怀疑他是内奸。

铁鹞子将横川健画的图交给小分队，大家不明白是什么意思。土匪大爪子赶往哈拉巴山藏宝地，土匪好不容易摸出一条道，通向他预想的藏宝地点。

但藏宝图太过粗疏，加之日军看防紧密，只好撤回。土匪无奈向达妮娅求助。达妮娅告诉他，要知道详情，必须帮助小分队炸掉日军武器库。土匪只好答应，但要求有人质。小不点主动要求做人质，临行前，穿上女孩的连衣裙向焦土告别。

小分队截获日军军需车，乔装成日军行军，顺利摸进武器库所在据点。土匪带手下乔装成戏班子，进入日军据点，小分队趁机展开行动。沈若飞与黑子骗过日军，智取炸药，黑子将炸药秘密地安放在武器库周围，设下定时装置。

两人离开时，沈若飞被两名日军军官误认为老乡，死活要拉住他喝酒，沈无奈只得奉陪。沈若飞从醉酒的日军官口中得知真正的炸药库在地下室里。沈杀掉日军官，将引线和定时器安装在地下室。焦土去营救沈，却被日军围攻。爆炸的关键时刻，沈冲出来，二人联手逃出。

刘四平从辣牡丹那里获得“小野和小仓已经前往目标”的情报，让刘大爷告诉乔掌柜设法通知小分队数里外，小野带领日军整装待发，看到来自军火库的大爆炸火光，小野面无表情，下令进军。

小分队撤离现场后，在约定地点汇合，但宝日娜未回。土匪再次逼问达妮娅藏宝地点，达妮娅把有藏宝图的胸坠交给大爪子。土匪带着胸坠离开。焦土怀疑沈若飞是日本人的特务。小野部队突然包围了小分队，焦土一面指挥大家迎战，一面让达妮娅去接应小不点儿。

土匪被日军打了回来，说他看见王玉兰被日军击中，摔下山崖牺牲了。达妮娅赶到小不点儿身边，发现她被一把匕首刺死了。电台已被人破坏，但电报已经发出。

焦土得知小不点儿死讯，悲愤之极，杀红了眼。日军火力渐猛，眼看小分队就要全军覆没之际，猎人铁鹞子带着他的猎鹰出现，带小分队从小路惊险地撤离。达妮娅带着沈若飞回总部报告。土匪们和小分队告别，要去寻宝。临行前告诉焦土，紧要关头，可到金山嘴废金矿汇合。

土匪与佛爷派来的蒙面人会面，被迫把达妮娅的项链交给蒙面人。小野与一位神秘的日本女子会面；脊背上有一朵鲜艳的樱花文身。女人转过脸来，竟是王玉兰。

宝日娜独身追杀铁鹞子。铁鹞子发现横川健是扔过细菌弹的日本兵，非常生气，但从他那里获得了日军的地形图。小野发觉围歼小分队的计划落空，指挥日伪军封山围剿，设障盘查。刘四平得知小分队炸的是假库，决定派六大爷进山与小分队联系。

六大爷留下玉烟坠，交为最后一次党费。小仓的搜索队围攻刘家屯，关键时刻六大爷赶来报信。老林壮烈牺牲，铁鹞子救走六大爷。

六大爷向焦土传达情报，同时铁鹞子把横川健画的草图带给焦土。焦土让铁鹞子寻找宝日娜，并用自己的行动来证明清白。达妮娅和沈若飞在出山途中遭遇日伪军，由于异国相貌漏出破绽，被特务识破身份。达妮娅为掩护沈若飞被捕入狱。

乔掌柜派女儿乔巧去小分队做话务员。小野赶到据点突击审问达妮娅，达妮娅坚贞不屈。王玉兰遇到了六大爷，与小野商量决定跟踪六大爷。

铁鹞子找到宝日娜，宝日娜要追杀他，他被迫用设置的机关把宝日娜吊到树上。沈若飞找到他们，救下与宝日娜。二人在山林中迷路，铁鹞子现身为他们引路。沈若飞向焦土汇报了达妮娅身陷囹圄的消息。山本收到老B情报，怀疑司令部内有卧底活动。

山本决定以达妮娅做诱饵，引来小分队并围歼。王玉兰与六大爷会合。焦土从望远镜中看到被土匪说已经坠崖身亡的王玉兰，心生怀疑。小分队全体重聚，踏上寻找真库的道路。

小分队分成两组，派沈若飞和王玉兰去营救达妮娅，其他人配合他们行动，商定好到金山嘴集合。黑子和宝日娜意识到焦土对沈若飞和王玉兰产生不信任感。焦土和宝日娜被大爪子的妹妹大翠抓了起来。焦土表明身份，大翠却怀疑焦土杀害了大爪子。

焦土反把他们制服了，并逼迫假扮聋哑人的铁拐李开口说话。大爪子和大来好去寻宝，大爪子却被大来好用药迷倒。大来好掉入坟墓中，大爪子按照道上的规矩，不顾往日情分，用石头把他砸死在洞中。

刘四平打听到琦子已经打进我地下组织，并且依据小仓公文包内的文件画出哈巴拉山日军兵力部署图，他通知乔掌柜和六大爷到金山嘴跟小分队汇合。六大爷被便衣特务追捕，被贫民窟内拉黄包车的兄弟联合救出。日军搜查皮货铺，发现可疑地点。

乔掌柜和六大爷化装出城，在山林中被特务发现，六大爷为掩护乔掌柜而受伤，被王玉兰等人救走。铁鹞子把乔掌柜救走，把地图带给焦土。按照铁鹞子提出的图纸，焦土决定立即向哈拉巴山进发。

六大爷临死前告诉焦土琦子已经打入我地下组织。在焦土的怀疑下，沈若飞表明身份。原来他是总部派来监视从德军监狱越狱出来的达妮娅少校的。乔掌柜他怀疑小分队的内奸是王玉兰。刘四平告诉他，王玉兰是自己的妻子，并拿出一枚她戴过的戒指交给皮货商。

乔掌柜把部署图交给焦土，全队向哈拉巴山进军。小分队装扮成皇协军，进入莲花寺，发现里面的大和尚空了是老抗联失踪已久的汪自勤。

王玉兰和宝日娜去查看动静，却在寺庙里发现一排步枪。佛爷派日本武士通知大爪子，让他把达妮娅带到矿道里。焦土接到报告，大反攻即将开始。小野勾结知客僧在山林中布置兵力，知客僧为保住宝藏，希望小野的军队在外面围歼小分队。

宝日娜和王玉兰被日军抓走，困在矿道内的监牢里。空了与王玉兰会面，为了山本计划的实施，他们施展苦肉计。小分队兵分三路，达妮娅、沈若飞、大爪子负责找鬼子武器库，黑子、乔掌柜和焦土负责炸库，铁鹞子在外面接应。

小仓召集日军第一小队向莲花寺扑去。大爪子按照佛爷的要求把达妮娅等人带入矿道。他们走进空了布置得埋伏，空了告诉达妮娅要以“去武器库矿道的路”来换取藏宝的地点和秘密。刘四平为山本举办寿筵，趁机潜入司令库，获取保险柜中的文件，由老王头送出密报。

但山本的副官发现有人潜入了司令部。焦土找出汪自勤窝藏在密室的证据，证明他就是当年出卖抗联的叛徒，同时也证明了铁鹞子的清白。愤怒的宝日娜飞刀杀死汪自勤。

日军已经四面楚歌。山本向特高科训话。刘四平拿辣牡丹的事情威胁小仓告诉他会议内容，被小仓拒绝。铁鹞子和宝日娜，一对青梅竹马的恋人重归于好。小野传达山本的命令，围歼小分队，小仓在感召下坦白自己的秘密，并说出刘四平是卧底。

刘四平告诉山本，小仓和辣牡丹的隐秘关系，并奉命杀死了小仓。小仓临死前告诉小野山本在寻找宝藏的事情。刘四平被特务队逮捕。刘四平拒不承认自己是抗联人员。

小分队成员乔装改扮成日伪军官兵穿过石人沟。小野根据王玉兰故意留下的信息，发现到了小分队的踪迹。日军围剿小分队，电台被打坏。为了掩护小分队突围，铁鹞子和宝日娜策马引开日军，走上绝壁，二人拥抱坠崖，壮烈牺牲。

小分队胜利突围，小野奉山本之命赶到二道梁金矿，准备将小分队就地歼灭。焦土拿戒指找到沈若飞，让他找王玉兰试带，沈若飞戳穿了王玉兰的真相，王玉兰杀死了沈若飞。

焦土召集全队在山洞中审王玉兰，王玉兰被迫交代了黑山口客栈调包，蘑菇屯屠村，大雁岭皇协军被炸，六大爷和小不点被害，山神庙真相及沈若飞之死。小分队勇劫炸药车，遭到日军围堵，焦土用王玉兰做人质突围。小野为了保全整个计划，开枪击毙了王玉兰。

焦土和黑子安全闯关，驾车回到山里。焦土向小分队员宣布了真实的任务。小野下令炮击巷道，将整个煤矿炸塌，并命令日军破坏所有通向真库的交通设施。

出发前，焦土提出检验炸药车，结果发现炸药是假的。小分队功亏一篑。黑子万分沮丧。焦土决定深入虎穴，设法炸库。小分队在大爪子带领下沿小路来到头道梁山顶，意外发现唯一的独木桥已被拆除。焦土用绳索飞渡头道梁，带小分队下山。

山顶上，小分队员们看到了小野正在指挥日军将细菌弹装上火车。焦土决定小分队分头下山，双向出击。山本在离开前击毙辣牡丹，同时被刘四平击毙。

黑子、皮货商和大爪子截获了日军运油卡车，化装成日军驱车前往真库。黑子一行进入真库时被日军截住，皮货商为掩护他们牺牲。黑子在起爆时中弹牺牲。大爪子点燃了自己扑向汽油桶。达妮娅将点燃的汽油桶滚入真库。焦土在达妮娅的掩护下开车冲向生化库。

真库和车厢相继发生剧烈爆炸，小分队员用生命粉碎了敌人的“关特演”计划。达妮娅站在熊熊的火光中，向死去的战友们致敬。

出发前，焦土提出检验炸药车，结果发现炸药是假的。小分队功亏一篑。黑子万分沮丧。焦土决定深入虎穴，设法炸库。小分队在大爪子带领下沿小路来到头道梁山顶，意外发现唯一的独木桥已被拆除。焦土用绳索飞渡头道梁，带小分队下山。

山顶上，小分队员们看到了小野正在指挥日军将细菌弹装上火车。焦土决定小分队分头下山，双向出击。山本在离开前击毙辣牡丹，同时被刘四平击毙。

黑子、皮货商和大爪子截获了日军运油卡车，化装成日军驱车前往真库。黑子一行进入真库时被日军截住，皮货商为掩护他们牺牲。黑子在起爆时中弹牺牲。大爪子点燃了自己扑向汽油桶。达妮娅将点燃的汽油桶滚入真库。焦土在达妮娅的掩护下开车冲向生化库。

真库和车厢相继发生剧烈爆炸，小分队员用生命粉碎了敌人的“关特演”计划。达妮娅站在熊熊的火光中，向死去的战友们致敬。