一九四五年夏，日本法西斯面临彻底覆灭的命运，面对百万苏军压境，侵华日军垂死抵抗，计划并实施“关东军特别防务演习”，企图使用生化武器来挽救自己的命运。苏联红军远东八十八旅——抗联教导旅得到情报后，派出以焦土为队长，生化武器专家达尼娅、爆破专家黑子、神枪手宝日娜、译员沈若飞和报务员小不点儿等人组成的特别小分队，潜入中国边境，力图在大反攻之前，捣毁日军生化武器库。
关东军三江司令部成立以小野中二为...(阅读全文)首的特高课，实施谍报战，掩护其生化武器作战计划的实施，派出特工打入小分队内部，企图诱导小分队去奔袭假生化武器库，以便延误苏军进攻的时间。我方在敌三江司令部担任日军军需官的卧底刘四平，与皮货商乔掌柜、车夫六大爷等地下工作人员配合，为小分队的行动提供帮助。小分队入境第一站黑山口客栈，焦土与客栈老板娘——我地下工作人员王玉兰接头，由她担任小分队向导。然而真正的王玉兰已经被日军杀害，由日军特工横山琦子假扮的王玉兰，混入了小分队。刚刚接上头，客栈随即被日伪军包围，王玉兰带领大家突围并因此负伤，骗取了小分队的信任。
参与实施细菌战计划并认识横山崎子的日军少佐横川健因不堪忍受精神的折磨，离营出逃，小野为避免计划败露全力追捕。小野在蘑菇屯发现了横川健的踪迹，但未能抓到，为不留后患，小野下令屠杀了村民，小分队目睹了现场，悲愤异常。
被抗联误认为叛徒的猎人铁鹞子与小分队巧遇。小分队中有他旧日的恋人宝日娜，而宝日娜却把他误认为是出卖父亲的仇人，一心想追杀他。铁鹞子有口难辩，只能暗中跟随，寻机申明自己的冤屈并在小分队遭遇险境时给予帮助。
小野故意散布假情报给小分队，在王玉兰的配合下，误导了小分队的行进路线。小分队虽历尽千难万险，却只是炸毁了一个废弃了的假武器库。这时，小野认为大局已定，准备对小分队实施全歼。小分队与小野部队展开了殊死的搏斗，王玉兰杀害了小不点儿，队员们却查不出凶手是谁，他们强忍悲痛，埋葬了小不点，重新走上寻找真正生化武器库的征程。潜伏在敌人心脏里的刘四平也及时获取了情报，得知炸毁的武器库是假的，立即冒着暴露自己的危险，设法将情报传递给小分队，交通员六大爷因此而壮烈牺牲。
日军开始全力截杀小分队，小分队屡遇艰险。为确保炸毁生化武器库任务的完成，焦土决定分两队行进，迷惑敌人。焦土意识到有敌特潜伏在队伍中，开始暗中查找。王玉兰是他关注的首要目标。同时，他查清了真正的生化武器库的位置，带领幸存队员跟敌人斗勇斗智，将计就计，多次躲过敌人的追杀，终于成功地揭露了日军特工横山琦子的真面目，还抓出了真叛徒汪自勤，洗清了铁鹞子的冤屈，让宝日娜与铁鹞子两个有情人重新团聚。然而两人却在随后的战斗中，为了引开敌人，坠崖壮烈牺牲。
矿工出身的黑子与沈若飞化妆潜入敌人的炸药库，偷运了大量的炸药，为最后炸毁生化武器库做好了弹药准备。不料，这批炸药已经被狡猾的小野换了假的，根本不能使用。沈若飞也在这次行动中壮烈牺牲。在最后的关键时刻，黑子劫持了运送油料的卡车，直奔生化武器库，与武器库同归于尽。焦土发现敌人的行动已经开始了，部分生化武器已经运出，他跳上小火车，摘下车头，倒退着与已经装车待运的生化武器车厢撞毁爆炸！在苏联红军发起总攻的最后关键时刻，彻底挫败了日寇企图实施生化武器的罪恶阴谋。在这场激烈的战斗中，小分队成员除达妮娅以外，全部牺牲在黎明就要到来的时刻。 (隐藏显示)
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