1942年，正在抗日战争焦灼之时，日军突袭新四军在北方地区的一处兵工厂，保卫兵工厂的独立团特务连浴血奋战，终因寡不敌众，阵地失守，连长孔圆被俘。孔圆的哥哥孔方是一名大学数学教授，精通数学逻辑分析，曾留学日本，对日军的情况有所了解。在新四军帮助下，孔方和未婚妻——心理学教授向海音混进日军占领区，里应外合，发动反攻，成功救出了弟弟和兵工厂人员并夺回了阵地。本剧取材于黄崖洞兵工厂保卫战以及众多兵工厂事迹，用普通人的事迹展现出一幅各阶层人民联合抗战的生动历史画卷。
武工队队长梁湘和别动队队长洪越，联合行动，配合默契，在极端困难的情况下，与敌人展开殊死搏斗。凶残狡猾的鬼子司令川野三郎施展了多种阴谋诡计，妄图拆散武工队和别动队的联合。梁湘和洪越沉着应对，派人打入敌人内部，除掉了内奸，粉碎了川野三郎的阴谋。电磁专家巩锋失踪，原来是被鬼子劫持，并将被转移到国外。武工队和别动队与鬼子斗智斗勇，洪越带手下深入虎穴，查清了事情的来龙去脉，挖出了通敌叛国的江处长，捣毁了鬼子的秘密情报基地。被救出的巩锋看到我抗日武装奋不顾身的斗争精神，看到他们为百姓舍生忘死的行动，深受感动，义无反顾地走进了抗日队伍。梁队长和洪队长与战友们继续奋战在抗击日寇的前线。
