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解放初期，一架无标识的运输机在飞抵广西桂林地区上空时坠落在凌云寨附近，因机内含有国民党意图破坏新中国政权的绝密文件。我军驻广西师副团长廖志刚（张洪睿饰）与政委项少军（张晞临饰）负责调查该事件。凌云寨处偏远山区、地势险峻、人员混杂。调查中的廖志刚与土匪帮派及国民党残余势力在凌云寨进行了艰苦卓绝的战斗。而身为共产党的人的廖志刚得到了当地百姓的大力协助，最终找到并破译了绝密文件，遏制了国民党残余势力的阴谋，铲除了土匪帮派的势力，赢得了苗疆圣女杨阿英（周放饰）的敬佩和爱慕。
路遇大山的解放军183团团长廖志刚受到了凌云寨一小股土匪的袭扰，小小交手后，为首的土匪屁小辫被廖志刚带走，上山拜会凌云寨寨主杨飞虎。凌云寨寨主杨飞虎的妹妹杨阿英在山上中了圈套，被路过的廖志刚所救，杨阿英心生感激。此时廖志刚接到了增援任务，与他有生死之交的兄弟项少军带领的181团受到了敌人伏击，廖志刚极速前往伏击地点，还是没能力挽危局
山中凌云寨的大当家杨飞虎和单广和却发现身受重伤的人，原来是个国民党中将，单广和撺掇杨飞虎救活受伤的特派员廖一民，可以向共产党或者反共救国军索要更多的钱财物品。183团驻地，华中军区情报部部长田传勇来到驻地，向团里人员传达命令，让他们成立专案组，全力搜索飞机下落和受伤的特派员。在田部长的监督下，防爆公文箱打开，里面是一份密码信息，田部长要求尽快破译密码，并请求上级拍密码专家来驻地破译。
田部长下了军令状，让廖志刚48小时之内找到破译专家白教授。项少军提醒廖志刚，破译专家到达的信息泄露很可能是内部人员泄露的，让他一定进行内部排查。崔凯见到了圣英杨阿英，对她垂涎欲滴。崔凯在凌云寨收到了秘密字条，让他劫杀寨里关押的白教授，杨阿英和阿姆及时赶到，破坏了崔凯的阴谋。崔凯与单广和接头，单广和原来就是潜伏的相思豆，他让崔凯安排制造一场混乱，借机救走特派员廖一民。
杨阿英来到廖志刚屋中，杨阿英的问话让廖志刚想起了童年的悲惨记忆——父亲亲手杀死了自己的母亲。杨飞虎提出要五门迫击炮、十挺机枪和一万发子弹来交换特派员和破译专家。不料凌云寨却被国民党乔装成共产党军队武装伏击，惹怒了杨飞虎，与廖志刚针锋相对，将他绑了起来。得知消息的项少军带领部队包围了凌云寨，双发对峙起来。反共救国军潜伏在四周，借机开炮引发了双方武力斗争。
经过一场争斗，杨飞虎认输让廖志刚将白教授带离凌云寨，在反共救国军的爆破阵营的围攻下，廖志刚顺利救出了白教授。反共救国军总部，仇建军得知破译专家已经被救走，十分恼火，因密电和破译专家都落在了共产党手中，自己的下一步棋举步维艰。项少军再次毒发，回想起自己的往事，痛苦不堪。廖志刚回到183团，与项少军就炮轰凌云寨的事发生冲突。
孙喜没能发现敌人发报位置，电波时有时无让他捉摸不定，祠堂周围小路太多，侦测车无法进入，廖志刚命人挨家挨户查找，突然发生的爆炸引起单广和的注意，廖志刚怀疑敌人可能会采用调虎离山之计，他来到祠堂，单广和仍在秘室中发报，廖志刚进入秘室后感觉到桌上的余温，那是单广和发报留下的，廖志刚命人严格盘查带箱子和提包的人，他发现敌务逃走。廖志刚追赶提着箱子的单广和，到树林后单广和藏起来，廖志刚听到枪声后返回，单广和成功逃脱。
张琴梅在卫生队遇上项立军，项立军没说明他来此的目的。仇建军命人叫崔凯前来，白书明的表现让张参谋长不解，张琴梅清楚破译密码不是简单的事情，白书明让人拿一幅扑克牌进行分析。项少军在病房里想到当年被俘时候的情形，罂粟提醒他做好自己的事情。白书明破解敌方密电，廖志刚分三路在黑峡谷地区行动，孙喜侦察时发现四名可疑人员。廖志刚怀疑对方故布迷阵，仇建军带人来到虎啸峡，崔凯已布在埋伏。
仇建军收到变色龙的情报，他命人消灭土改工作队，还让人假装成征粮队去金鸡乡闹事，崔凯提出换便装行动，他想嫁祸给凌云寨，仇建军同意了。刘烈伟找张琴梅谈话，她看不惯何淑宜的行为，刘烈伟说起他喜欢的类型，张琴梅借机离开。项少军病情发作，他再次想起往事，听到外面声音后匆忙出门，白书明被毒针袭击，多亏廖志刚送他的防弹衣。
廖志刚醒来后见到田光荣，他不理解他为何要欺骗自己，田光荣批评他的鲁莽和意气用事，廖志刚无法忘记廖一民曾用枪杀死他的母亲，他向田光荣保证不会和廖一民相认，田光荣知道廖一民是破获612案件的重要法码，廖志刚听不懂他的话。田光荣再次提醒刘烈伟注意安保工作，特护病房不允许进入。仇建军向崔凯聊起飞机的飞行记录仪，找到它可以知道真相，崔凯猜想它可能在凌云寨，仇建军把任务交给崔凯，他还命罂粟不惜一切抢出特派员。
崔凯想走时被阻拦，他只好出手打起来，阿姆提醒众人不要莽撞，崔凯安然无恙地下山。阿姆让杨飞虎不要上当，单广和认为是个机会，崔凯的计谋被阿姆识破。阿姆让阿英去找解放军说明情况，阿英要出门时被单广和阻拦，她和阿姆被看守起来。崔凯带人悄悄摸上凌云寨后杀人搜查，何淑宜找廖志刚道歉，廖志刚收到阿英的消息后带人出发。押运物资的部队被凌云寨土匪攻击，双方各有伤亡。
仇建军十分担忧，看到廖一民醒来后十分惊醒，仇建军汇报手下尚有一千余人，建制完善，还打算收编凌云寨的土匪。廖志刚被阿英拦住，她动用甩出鞭子，阿英让他趁机绑自己回去，廖志刚照做。阿姆生气见到杨飞虎，杨飞虎被指责。廖志刚劝说何淑宜，何淑宜刚一出门就被杨飞虎当成人质，杨飞虎让廖志刚放了阿英。
廖志刚接到张琴梅的电话后赶到电讯室，田光荣让项少军好好休息，刘烈伟按组织程序对他调查。白书明搜到可疑目标，他将镇上邮局的可疑电文破译，白书明猜想敌特可能还有一个秘密联络站。项少军在屋内检查角落时被刘烈伟盯上，他劝刘烈伟盯些该盯的东西，刘烈伟检查后哪现藏在灯下的监听器。单广和提出廖志刚就关押在地牢中，崔凯提出过云看看，没想到那里空空的。
廖志刚让谭忠厚紧盯买药之人，还让对方将药买走，千万不要打草惊蛇。孙喜去查阅档案时被何淑宜听到，廖志刚已安排暗哨监视。仇建军准备攻打县城，崔凯担心势单力薄，两人一同去了凌云寨。孙喜向廖志刚汇报仇建军的总部在大坡顶，廖志刚命人集结队伍马上出发。仇建军通知望远镜看到杨飞虎已经出动，廖志刚派人在仇建军部必经之地埋伏，侦察连已在城中设下伏兵。
单广和回到凌云寨，撒谎说自己离队是去协助攻击，杨飞虎相信了他。第二天，白教授发现电台在前晚发出过电报。仇建军查找共军奸细中，在崔凯处发现了隐形药水和密码本，崔凯说出他是受保密局之命监视他，仇建军非常气愤，下令将崔凯绑起来。罂粟向项少军以扑克牌发出信息：仇建军处有共军奸细，尽快查出。
项少军在姚家铺再次买酒时，被张琴梅碰到。张琴梅向廖志刚汇报多次在姚家铺前碰到项少军，说出对项少军的猜疑。廖志刚告诉她从事反特反间谍的危险性大，希望她能保护好自己并全力做好自己的工作。崔凯为了飞行记录仪再次来到凌云寨，发现阿姆对坐垫图案进行研究，打晕阿姆抢走了坐垫和阿姆绘出的八卦图。
在炸药不见的情况下，单广和也从凌云寨消失了，炸药早已经被他转移下山了。廖志刚向田部长汇报，在炸药不见的情况下，敌人背后可能藏有更大的阴谋，并说出了自己的行动计划，争取早日找到炸药库。因廖一民再次昏迷不醒，仇建军担心自己的前程被毁，下令崔凯杀掉他，并向国防部要求重新派人来。就在崔凯准备开枪时，廖一民醒了，拿出一卷卫星胶卷。原来胶卷内容是委任廖一民担任飞鸟行动的总指挥，仇建军慌了神，忙向廖一民请罪。
廖志刚虽乔装进入反共救国军的据点，还是中了仇建军的埋伏。在对廖志刚使用酷刑也问不出任何信息后，仇建军准备除掉这一心腹大患时，被廖一民及时阻止。廖一民斥责仇建军要想法设法从廖志刚身上挖出有价值的情报，切不可一杀了之，并要亲自审问。廖志刚在见到廖一民的瞬间，愤怒的扑向了他，在仇建军开枪时，廖一民告诉仇建军，廖志刚是他的亲生儿子。
廖志刚利用头簪割断了绳子，杀了守卫，冲了出去。在山下遇到了不放心他的安危独自去救他的项少军，俩人成功杀出重围，顺利逃出。仇建军告诉廖一民，廖志刚逃跑了，并伺机打探廖一民对廖志刚的态度。仇建军问廖一民炸药的下落，廖一民让他耐心等待，炸药会自动找上门。当何淑宜和张琴梅得知廖志刚安全回来后，争先恐后的跑去看他。
廖一民吃下药丸，深陷昏迷并高烧不止，逼着仇建军将他送往医院急救。仇建军犹豫不决时，昏迷中的廖一民说出一串数字，仇建军得知密码存于特派员的脑中，不得不冒险将他送往医院。张琴梅向廖志刚再次说了对项少军的怀疑，廖志刚以她没有确切证据，让她注意个人安全并做好本职工作。仇建军要求单广和协助送特派员就医。何淑宜通知项少军要他配合偷电台真空管。仇建军决定冒险走大路送廖一民去医院。而此时，廖志刚也分析出了他的路线安排，决定在回程时给他们反命一击。
医院被我军重重包围，敌特不敢轻举妄动，廖一民被巧秒转移。廖志刚和白教授也连夜向医院赶去。廖一民清醒后向廖志刚解释了当年的缘由：原来当年廖一民被叛徒出卖，廖志刚的母亲为了解除国民党对廖一民的怀疑，用她的生命挽救了一切。田部长也说出真相，廖志刚解开心怀，承认了父亲廖一民。
