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1937年7月，华北形势告急，日军准备发动全面侵华战争。察哈尔省黑石寨表明平静，实则暗流汹涌。远近闻名的才子张松龄与爱人举行婚礼前夕，惨遭汉奸陷害，家破人亡。张松龄痛定思痛，毅然投军。经历数次艰苦战斗的磨砺，他的军事素养得到飞速提升，更让他明白了军人的责任就是保护人民。后来张松龄身受重伤，辗转来到草原，加入了共产党领导下的游击队，团结草原人民，同仇敌忾，抗击日寇。张松龄看到了共产党的真诚与无私，意识到共产党才是中国的希望，他光荣的加入了中国共产党，成为游击队的领袖和红色抗日武装的中坚力量。张松龄带领队伍、团结人民，与侵略者、汉奸斗智斗勇，不畏艰辛，付出极大牺牲，终于成功地将侵略者赶出了草原。
1937年6月，列车飞速行驶着，与三等座的拥挤不同，一等车厢只有五位乘客。爱国学生张松龄和同学彭学文、朱成壁有些格格不入的挤在一起，在他们的侧面是日本特务中岛隆吉，和一位中年摄影师。摄影师一直在拍摄着窗外的草原风光，而张松龄三人则低声计划着，如何趁着火车进入隧道时暗杀中岛隆吉。眼看火车进入隧道，计划中完美的暗杀突然变得漏洞百出，原本自告奋勇开枪的朱成壁一时手抖把枪掉落在地，日特察觉到危险，正要逃离，张松龄猛地开枪，子弹却并未打中日特，日特回身举枪反击，枪口对准了张松龄。
为了保护吕风身份，张松龄欺骗父亲和彭父说吕风是被劫匪所害。经过吕风一事，张松龄和彭学文更加坚定了前往北平的决心，决定连夜离家。和张松龄青梅竹马的彭薇薇为了张松龄和哥哥，也准备一同前往，并把这个消息也告诉了朱成壁。藤田刺杀吕风失败，气急败坏之下来到朱家，逼问朱父是不是走漏了风声，并逼迫朱父现在就去把刘队长请到家里来，进行毒杀。此时，前来偷偷盗取父亲保险柜里的钱，准备跟随彭薇薇前往北平的朱成壁被藤田发现。
就在刘队长正准备追击马贼之时，突然藤田带领日本特务杀了出来，保安队被藤田围剿，刘队长危在旦夕。藤田告诉刘队长，是朱成壁出卖了所有人，朱成壁父子就是中国人口中“汉奸”，以此刺激刘队长来杀朱成壁。朱成壁情急之下开枪打死了刘队长。陷入深渊的朱成壁万分痛苦，他不想承认自己是汉奸，但对死亡的恐惧使得他成了名副其实的汉奸。保安队全军覆没，朱父成为了新任县长，但黑石寨暗地里落入日本人之手。
张松龄坦言账本的问题确实很多，如果要公开，牵扯的人恐怕不止杨大顺一个，到时候铁血会就名存实亡了。张松龄的眼界和格局让魏丁暗自赞叹，又提醒他说小人不会领君子的情，一定要提防小人。宴会结束后，张松龄向魏占奎要求归还父亲的铜算盘和母亲的蒙古刀，准备奔赴北平参军。魏占奎拒绝了他的要求，强行给了他一个副官的头衔，要他留下来为铁血会效力。张松龄见他坚持，只得假意答应。
张松龄终于重燃了斗志，魏丁欣喜万分，可没想到去了一趟茅房的功夫，张松龄竟然不见了。魏占奎也被惊动，大骂张松龄肯定是逃走了。魏丁否定了这个猜测，说没有铜算盘和蒙古刀，张松龄就不会走。魏占奎气昏了头，不愿派人去找张松龄，命令所有人都回屋睡觉。魏丁担忧张松龄的安危，焦急不已。此时，张松龄正躺在一处山洞里，手脚被缚，身前站着一脸阴沉的杨大顺。杨大顺说张松龄心机太重，一肚子坏水，留着是个祸患。
魏丁养伤期间，张松龄接替了他的工作，把铁血会大小事务处置的井井有条，魏丁看在眼里喜在心里。张松龄却度日如年，一心想去北平参军。魏丁劝他稍安勿躁，北平的形势还不明朗，自己也会想办法帮他找到铜算盘和蒙古刀。这一日，惊人的消息终于传来：震惊中外的七七事变爆发了，日军正式开启了对华北地区的侵略，民众们纷纷自发和侵略者展开斗争。
日军全力进攻，也不敌躲在暗处的张松龄等人，日军一时难以推进。毕竟实力差距太过悬殊，魏占奎、肖国涛等人相继牺牲，魏丁唱着《空城计》，看着围上来的日军引爆了手雷，壮烈牺牲。浑身是伤的张松龄强忍悲痛，坚守阵地，打完了最后一颗子弹，终于支撑不住，昏死过去。日军见枪声停息，迅速包抄过来……张松龄醒来时，发现自己躺在担架上，周围都是国军士兵。原来，正当日军准备包围魏庄阵地的时候，前来借粮的二十六军特务团及时赶到，和日军发生了遭遇战，利用兵力优势全歼日军小队，救下张松龄。张松龄不顾伤势，坚持要亲手掩埋魏丁等人。原本对铁血会充满轻视的纪团长不禁对张松龄刮目相看，决定带他回军部直属的野战医院接受治疗。
夜袭日军炮兵阵地的战斗终于打响。经过一番血战后，日军的炮楼被炸毁。苟有德率领士兵们冲锋，张松龄和石良材也投入战斗。双方激烈交战，第一次上战场的张松龄冒进起身，与日本兵血战到底，差点被日本兵一枪射死。好在苟有德出手相救。苟有德将张松龄踢倒在地，骂他不要站着做活靶子。张松龄深受刺激，咬牙站起继续作战，此时，他才发现日军也会怕，也会退缩，不由得勇气大涨，跟着苟有德奋勇杀敌。苟有德又带着兄弟们去协助二连三连摧毁日军的大炮。陷入包围的日军炮兵用手雷炸毁了野战火炮，发起自杀性冲锋，但很快就被歼灭。苟有德下令拆卸剩余的火炮，销毁炮弹，放火烧了日军的营房。
时光飞逝，在训练场上，示范蒙古式摔跤动作的张松龄将一个个新兵摔倒在地。此时的张松龄已是副连长，而那位和他军衔相同的连长，正是从三十一师独立团被调拨过来的老熟人——老兵油子廖文化。廖文化其实根本不想来前线，但虽然心中不满，面子上却还是客客气气。两人关系微妙，正连长廖文化成了甩手掌柜，副连长张松龄却忙个不停。张松龄倒也很享受这种忙碌，这会让他暂时忘却心里的悲伤。只是士兵们和张松龄总隔着一段距离，反倒和流里流气的廖文化更亲近。张松龄认真负责地带兵训练，却因为性格孤高，被出身贫苦的士兵们孤立起来。张松龄心中郁闷，廖文化常常拿张松龄开玩笑，有一次调侃他还是个小孩，连媳妇都没有。
听闻消息的苟有德心急如焚，盯着地图研究对策。张松龄年幼时曾随父亲来娘子关做过药材生意，对这一带的地形十分了解，也跟着一起看地图，随即灵光一现，想出一个作战方案。苟有德听完张松龄的方案，喜出望外，大赞他是军事天才，立刻带着他奔赴指挥部面见诸位将领。张松龄指出通往故关的那条路，内外各有两个关键点——核桃园和关沟，只要派人从山路迂回过去，在这两个点上各捅一刀，已经进入娘子关内的日军就成孤军。将领们当即决定执行张松龄提出的作战方案。苟有德主动提出要率领特务团进攻核桃园。所有人都知道核桃园悬在故关之外，打进去之后，会面临关外增援的日军和关内试图清理后路的日军联合反扑，稍有不慎，必将全军覆灭，但苟有德执意要前往。
战壕挖好后，战士们心知更艰难的战斗马上就要到来，气氛凝重起来。张松龄尽力安抚。廖文化带着几个战士，拿着黄表纸让张松龄写吉祥话，好贴在身上求神灵保佑。这些愚昧落后的行为让张松龄气恼不已，和张松龄爆发了冲突。两人不欢而散。士兵们果然被震慑，不再提写吉祥话的事。苟有德冷眼旁观，也不劝阻，心知只有战斗才能让这些性格迥异的人重新团结到一起。不出所料，日军的援军很快赶到核桃园。这是张松龄第一次守卫阵地——他要学会如何蹲在地上挨打。首先袭来的是一轮猛烈的轰炸……
孟小雨说自己是猎户的女儿，既熟悉地形，又懂枪法。苟有德有些轻视，不愿让孟小雨带路。孟小雨恼了，一把抢过张松龄的枪，演示了一下枪法，震惊了所有人。苟有德也吃了一惊，于是答应让她带路。孟小雨离开后，看出端倪的廖文化调侃野丫头看上张松龄了。张松龄表示自己可不会和这个女猴子好。没想到唯恐天下不乱的廖文化转身就把这话告诉了孟小雨。猎户的女儿也不恼，心里已经将张松龄视作自己的“猎物”，一定要把他捉到手。夜幕降临后，孟小雨引路，带着袭击山炮阵地的队伍出发了。
目睹了苟有德自杀的张松龄对国军领导阶层的无能和自私感到心灰意冷，为了掩盖他们指挥的问题，特务团整团，包括苟有德和张松龄在内，都被登记为“阵亡将士”草草处理。张松龄得知这一让人哭笑不得的消息之后索性离开了国军，保护着孟小雨父女，暗地里却干起了刺杀日伪军和汉奸的秘密活动。彭学文经过军统特训处艰苦的培训，忍受住了最严酷的刑罚测试，最终通过考核，成为一名军统特务，被委任前往敌占区执行任务。孟小雨给张松龄买了一顶帽子，没想到张松龄看到包着帽子的报纸，上面竟然写着日军将在龙泉县衙为天皇寿辰举办庆祝晚宴。当晚张松龄出现在县衙外，孟小雨也跟了过来，二人一番探查，计上心来。
朱成壁发狂，拷问孟老爹，他一定要找到杀父仇人张松龄，孟老爹反抗，与朱成壁扭打起来，而小野静观其变，冷眼看着。最终朱成壁开枪将孟老爹打死，孟小雨正好看到这一幕，奔溃大喊，却被敌人发现了藏身之处。孟小雨落荒而逃，好在张松龄及时出现，保护孟小雨离去。朱成壁和小野达成了联盟，朱成壁觉得张松龄肯定会回到黑石寨的，他会在黑石寨等他。小野命人将孟老爹的家付之一炬，村民们奋力救火。孟小雨崩溃，张松龄紧紧抱住了小雨，一切都是他的错。朱成壁是他曾经的同学，如今成为了一名汉奸，朱成壁就是来寻他的，所以害死了孟老爹。张松龄自责不已。
张松龄悄悄回到了故居，原本的家已经被贴上了封条，如今破败不堪。张松龄回想起往事的一幕幕，以及父母之死的惨痛经历，难过不已。闹市上，缉拿恶匪“入云龙”的告示四处张贴，告示上写着“入云龙”无恶不做，但围观百姓却不以为然。张松龄混在人群中，突然一阵骚动传来。原来孟小雨竟追到了黑石寨，在入城时与保安队发生了冲突。张松龄无奈，在孟小雨遇到危险时，只得出手相救。两人终于再次遇见，孟小雨缠着张松龄，张松龄心疼孟小雨已经没有家和亲人了，只得答应她留下。孟小雨问张松龄找到仇人了吗，张松龄却给她分析黑石寨复杂的局势，就是让孟小雨不要轻举妄动，孟小雨报仇心切，不以为然。
朱成壁和彭薇薇带着九格格已在大北沟落脚，但是他们并不知道的是，他们已经成为了藤田和小野的诱饵，为了引出对自己不利的敌人。是夜，大北沟日军据点一切都看似风平浪静，朱成壁和彭薇薇温馨相处，九格格拿着檀香扇唱着昆曲。此时张松龄已经潜伏进来，伪装成日本士兵，利用水遇电石引发爆炸，引起所有人的注意。张松龄趁乱潜入进了朱成壁的房间，拿枪直指朱成壁，没有想到彭薇薇出现，张松龄一时犹豫。彭薇薇误以为张松龄已死，两人此时再次相见，都眼中含泪。但是彭薇薇已经嫁给了朱成壁，甚至怀有他的骨肉。一边是昔日的恋人，一边是现在的丈夫，彭薇薇让两人都放下枪，但谁也不肯。此时，神秘人“入云龙”将狼血撒在日军的帐篷上，引来狼群的围攻。一只狼偷袭张松龄，朱成壁趁乱将彭薇薇护送离开。张松龄与恶狼激战。
九格格原来并不是一个好惹的人物，她虽然顶着“伪满格格”的名号，但是却从小被父亲送给一个日本特务当养女，是个不折不扣的间谍。九格格将入云龙、张松龄和彭薇薇都绑了起来，但张松龄和入云龙却临危不乱，仍在谈天说地，完全不顾危险就在身边。周黑炭将赵天龙、张松龄分别关押，见色起意想要当晚迎娶九格格。九格格假意逢迎，要求周黑炭将婚礼大操大办，周黑炭兴奋答应。爆竹声响起，九格格头戴红花，在彭薇薇的陪同下来到周黑炭的身边。阴险的九格格一副讨好的模样，要向所有的马帮兄弟敬酒，实则将她藏在项链中的麻药下在了酒中，还逼迫彭薇薇也喝下了酒。马贼们纷纷脱力晕了过去，九格格拿出匕首大开杀戒，而就在她准备杀死周黑炭的时候，张松龄突然出现，救下周黑炭。但是九格格却劫持昏迷的彭薇薇威胁张松龄，事态陷入僵局，突然九格格眉心中枪，原来是赵天龙及时赶到，将九格格击毙。
突然，张松龄和赵天龙看见几个马贼正在追逐三个蒙古少女，立刻出手相助。一番激战后，两人终于打跑了马贼。赵天龙惊叹张松龄的枪法原来这么好，张松龄则是第一次体会到骑兵作战的特别之处，心中颇为兴奋。被救少女是乌旗叶特右旗的旗主斯琴和她的两个女仆青莲、荷叶。赵天龙看见斯琴，竟然变得窘迫起来。斯琴认出赵天龙正是儿时玩伴阿尔斯兰，因为斯琴的父亲曾出卖过阿尔斯兰的父亲，导致双方决裂。赵天龙不愿承认自己是阿尔斯兰，策马离去。张松龄看出赵天龙对斯琴怀有旧情，一语点破，赵天龙却始终不愿回应。此时孟小雨也狼狈的行走的草原上，远远的看到了张松龄，大喊着他的名字，但是草原太辽阔，张松龄并未听到，两人又再次错过。
果真黄胡子蒋葫芦带领他的马匪从后山冲了过来，日本人想要以最小的代价取得最大的胜利，日本人对周黑炭等人前后夹击，展开冲锋。张松龄冷静应对，决定以保力格的部队为突破口，只要依靠灵活的马术占领先机，日本人的机枪因为不够灵活就很难派上用场。周黑炭等人作为诱饵，引小野等人冲锋，张松龄潜伏在暗处，击中小野，小野滚落下马，敌人自乱阵脚。周黑炭和赵天龙进行冲锋，以马术躲闪机枪，并成功将张松龄接走，绕路后撤。保力格奉命前去追击，没想到周黑炭杀了一个回马枪，双方激战。张松龄枪法了得，击毙了很多的敌人。保力格无心恋战，张松龄等人逃脱。
蒋葫芦追击周黑炭等人，周黑炭气急，想要正面对抗，但是又担心机枪的威力。张松龄想出办法，让周黑炭带领兄弟们一起潜入进附近的树林，以此来抵消机枪的威力。黄胡子率大批人马将张松龄等包围在树林里，利用兵力优势发起强攻。张松龄认出蒋葫芦正是杀害父母的凶手，当年的记忆又翻涌而至。周黑炭作为前锋的火力吸引蒋葫芦的主要兵力，张松龄一枪射向蒋葫芦，但是并没有射中，蒋葫芦滚下马背。张松龄并不气馁，他再次以自己的射击能力击毙一个个敌人，让敌人自乱阵脚。另一边，赵天龙带领一帮兄弟从侧翼袭击蒋葫芦的机枪队，张松龄掩护。张松龄抢到一把机枪，用机枪给周黑炭开路，周黑炭从另一个侧翼冲向蒋葫芦的队伍，双方展开白刃战。
