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1952年，在经历多次战役后志愿军已经取得了抗美援朝战场地面作战的主动权，为了竞选声势和攫取谈判桌上的利益，“联合国军”决定在上甘岭最后一搏，10月14日，“联合国军”对上甘岭发起猛攻。志愿军战士顽强抗击“联合国军”的进攻，反复争夺阵地；转入坑道战后在极其艰苦的环境中继续斗争；决胜阶段坚决反击并不断巩固阵地，经过43天的战斗，志愿军战士终于获得了胜利。这场战役打出了中国的国威军威，在此后的几十年里，无一西方国家敢轻易挑衅中国。
1951年中国人民志愿军第十五军跨过鸭绿江，参加抗美援朝第五次战役。十五军大部队在敌人的轰炸中行军前往集合地点，参谋段显峰向秦基伟建议转进芝浦里打阻击战，而秦基伟早有此意。此时参谋长张蕴钰拿着电报走过来，表示上级命令部队在芝浦里地区的朴达峰等地阻击美军。十五军的战士们接到战斗命令后斗志昂扬，冯百胜、胡满仓等连队干部纷纷激励战友。在朴达峰上，老八连遭遇了巨大的压力，军部派出冯百胜的三连增援朴达峰，并让段显峰作为冯百胜的副手参战。段显峰提出兵分两路，一路增援朴达峰，一路先行在朴达峰侧翼的215等高地进行阻击，拦截美25师的进攻道路，从而减轻朴达峰的压力。经过艰苦卓绝地努力，十五军成功将敌人的追击逼停，为志愿军的整体回撤休整做出了巨大的贡献。“联合国军”开始与我方谈判，但在谈判桌上，对方毫无诚意，不断提出无理要求。我方谈判人员与对方斗智斗勇。彭总让秦基伟带领十五军去五圣山、西方山、斗流峰一带与二十六军换防，秦基伟率部到达五圣山地区，第一时间登上五圣山视察前线，了解敌情。在五圣山对面的鸡雄山上，联合国军第八集团军司令范弗里特也在视察前线，两人遥望，一场即将载入史册的对决逐渐展开。
从五圣山视察后，秦基伟回到十五军驻地，就把自己独自关在了房间三天。经过不眠不休地思考，秦基伟拿出一份以积极防御、持久作战为指导方针的方案，提交给军党委会议。作战原则是改造战地工事，以坑道为骨干支撑点，实行大规模筑城作业。百忙之中，秦基伟依然牵挂着二十六军换防时没有来得及归队的侦察小队。与此同时，身陷敌后的侦查小队遭遇了一小股联合国军伏击，只有双喜一人幸存。为了掌握敌军的第一手情报，秦基伟派参谋段显峰带队去敌后抓“舌头”，顺便去八连给新兵们讲讲捕俘战术。捕俘小队抓到俘虏回来的路上落入敌军的地雷阵，危急时分，在敌人侧翼出现一个枪手拯救了小队。捕俘小队脱险后段显峰发现有个身穿联合国军制服的人摸了过来，他用砖头将其打翻在地，查看时发现竟是二十六军侦察小队唯一的幸存者，双喜。秦基伟研究对手范弗里特时，发现他最爱的运动是橄榄球，便特意组织军部和八连进行了一场橄榄球赛。在激烈的身体冲撞中，所有人对范弗里特和联合国军的强悍战术有了切身体会，同时也更加激发了众人的斗志。
为了应对如此强大的敌人，秦基伟更加坚决和坚定地让部队在上甘岭上大修坑道，但是在实际的工作当中却出现了问题。为了彻底解决战士们的思想问题，参谋长张蕴钰提出让八连和一连进行挖坑道比赛。双方为了得到军部的奖状，一改以往的状态，拼命投入到挖坑道的工作当中。段显峰为了改进工法，还尝试帮八连用炸药开坑道。在新工法的加持下，八连本来赢得了比赛，但由于联合国军的轰炸，刚开好的坑道被炸塌，遗憾落败。在三兵团副司令王近山视察坑道时正好遇到联合国军轰炸机轰炸，一枚航弹落在了八连的阵地上却没有炸。段显峰利用自己过硬的军事技能成功拆除航空弹，受到了王近山的表扬。人民志愿军第十五军45师知道哨所被炸后，立刻命令情报处长刘向阳带着情报参谋杜文锦重建观察哨。杜文锦和刘向阳上山的路上正好遇到联合国军例行轰炸我军交通线。在这里，他们看到段显峰因为早就掌握敌军轰炸规律，提前组织群众躲避。杜文锦的战友为了救危险中的朝鲜群众不幸被弹片击中，段显峰和杜文锦都竭尽全力想救战友，两人有了第一次见面。联合国军的频繁动作引起了秦基伟的警觉，他找到兵团副司令王近山提议奇袭391高地。
1952年10月8日，板门店的谈判在联合国军的胡搅蛮缠下彻底破裂。段显峰遇到了一个幸福的烦恼——因为他优秀的表现，中国人民志愿军第三兵团兵团部准备调他去当参谋，但是他一直有个执念，想到最一线去战斗。但作为军人，以服从命令为天职，真的调令来了，他也只能去兵团。所以在兵团下发调令之前，他找到军长秦基伟表达了自己想留在15军，去火线历练的想法。秦基伟想到在南京军事学院，自己第一次见到段显峰，就被当时还是助教的他在课堂上讲诺曼底登陆的才华所吸引。后来自己收到赴朝作战的命令时，段显峰主动找到自己请求加入15军，秦基伟被他以死报国的决心所打动，才将他带来朝鲜。此时兵团想调走他，秦基伟也是舍不得的。于是让他写请战书，先将他派到警卫连，以此暂时将他留在15军。谈判的破裂让秦基伟攻击391高地的计划得以实施。在攻击391高地的潜伏时，邱少云身上伪装被敌人炮火点燃，但他为了不暴露战友，为了战斗的胜利，至死也没有动一下，从而壮烈牺牲。15军的持续小兵群出击打得联合国军焦头烂额，范弗里特筹划的“摊牌行动”终于也获得了联军司令克拉克的同意。一场恶战开始酝酿，双方主将开始斗智斗勇。
南朝鲜军的营参谋李大敏遭到了联合国军31团连长汤姆的歧视，叛逃到了志愿军45师。从李大敏口中得知，联合国军将在上甘岭方向开始一个大的行动。但这恰是范弗里特希望秦基伟获得的情报，因为他用的就是声东击西的计策，让志愿军感受到上甘岭地区的巨大压力，从而将西方山方向的44师调动过来。这样他就能趁机突破适合机械化作战的西方山，从而进军平康谷地，将志愿军逼退200公里。10月14日凌晨，联合国军进攻上甘岭，以大量炮火饱和轰炸597.9高地和537.7高地北山。秦基伟在军部指挥所沉着指挥应战，但因为所有通信断绝，军部对上甘岭的真实情况一无所知，只得让段显峰与45师侦察科长亲自上山去看看，将最真实的情况带回来。第一天的战况之惨烈超过了所有人的想象，刘向阳哭着将自己在山上看到的情况告诉秦基伟，秦基伟更坚定了要守住阵地，与美军硬碰硬的决心。经过数天争夺，上甘岭上的地表阵地还是全部丢失，部队退守坑道。就在大家都在急于反击夺回阵地的时候，秦基伟全面考虑，决定将反击从18号推迟到19号，以做更充分准备，并争取彻底将敌人赶下去。
秦基伟让段显峰作为八连的副连长与八连政委胡满仓一起带预备队上山增援，并让双喜也上前线，反击的准备在所有部队中紧锣密鼓地展开。联合国军的炮火覆盖了通往上甘岭两个高地的必经之路，段显峰带八连赶到时，另一连队乘着敌人炮火间隙冲过山谷。胡满仓本想带队跟上，却被段显峰阻止，根据他的计算，联合国军这轮炮火故意减半，一定是延时炮火。双喜连忙追上去向前方连队报告，却赶上了敌人的炮火。段显峰和胡满仓带着连队赶上了前方连队，他们果然损失惨重，段显峰责备双喜不听命令。段显峰带八连迅速翻上半山腰，屏息蹑足地向597.9高地主峰摸去。终于攀上了高地，可怎么也找不着坑道口，原来的入口已经被联合国军的炮火炸得认不出样子了。段显峰果断调整策略，带部队进了1号坑道。段显峰在过炮火封锁带的恰当指挥，让胡满仓对他的军事能力刮目相看。直到进入坑道，胡满仓才发现司号员腊八掉队了，他决定亲自外出寻找。
胡满仓在联合国军的阵地上救下了一名受伤的士兵。腊八因受伤被俘虏，他遭受了非人的审讯和拷打，直到咽气他都只说自己是个司号员，其余什么都不知道。志司和兵团一致决定给秦基伟所在的部队增调三个炮兵营、一个加农炮兵营和喀秋莎火箭炮团。段显峰发现双喜不听指挥，长此以往很容易出问题。因此，段显峰和胡满仓商议后，决定安排范元宝和双喜组成侦查小组，以防止双喜冒险，双喜无奈只能接受。我军发动大规模炮弹袭击，联合国军完全招架不住。联合国军的一个射击点占据了有利位置，于是黄继光同志不顾自身安危用身体去堵该射击点，为其他的战士们赢取了时间，但自己也不幸牺牲了。
段显峰受到了巨大震撼，他悲痛我军的战士只能以身体为武器与敌人的钢铁猛兽拼命。双喜和通信员小豆子到阵地下抢修电话线，回程中遇上卫生员向红。得知坑道中缺医少药，向红不顾危险捡回了牺牲的卫生员的医疗箱，小豆子在敌机轰炸中壮烈牺牲。联合国军重兵反攻，激战一天，志愿军伤亡过大，弹药消耗殆尽，除继续控制597.9高地4、5、6号阵地外，其余表面阵地先后被联合国军夺去。秦基伟亲自视察四十五师前沿指挥所，在听取了师长崔建功和冯百胜的汇报后，命令两个高地的志愿军部队全部转入坑道继续坚守。三兵团副司令员王近山给十二军副军长李德生打电话，让他准备支援五圣山。联合国军医疗站里人满为患，飙升的伤亡数字令联合国军大受打击。王近山听说19号反击阵地得而复失，特意询问秦基伟的想法。秦基伟表决心绝不后退，要为赢得胜利争取主动。看到秦基伟的决心，王近山很欣慰。
在经过杜文锦等人仔细认真核算后，侦察科长刘向阳校正了十九、二十日的敌军伤亡报告，汇报师部。联合国军改变战术，开始派出步兵对坑道进攻。为顶住敌人的进攻，秦基伟把军直机关和直属队组织起来，投入到坑道作战当中。坑道内，指挥系统陷入混乱，段显峰和胡满仓主动站了出来，他们开始建立坑道的党支部，以党员为核心，重建坑道内的组织和指挥系统。在全体党员的共同努力下，1号坑道内的战士们以党组织为中心，重新组建，迅速恢复了完整建制，显著提升了整体战斗力。莫远与段显峰在坑道中相见，他是段显峰的入党介绍人，他这次的使命是前往巨济岛，获取最新的联合国军战俘营情报。范元宝送莫远离开坑道，却擅自在洞口开枪射杀联合国军，段显峰担心敌人的观察哨会发现隐蔽的洞口，连忙召开骨干会议。联合国军突然开始进攻，用爆炸的汽油桶封锁了坑道口。危急时刻，段显峰请求炮火，直接轰击坑道口，这才将联合国军打了下去。而在追击敌军的过程中，双喜再次不听指挥，遭到批评。双喜回到坑道后向段显峰承认错误，段显峰教导他一定要听从命令，有组织有纪律有配合地杀敌。
双喜看到段显峰养女庙生的照片，二人聊起庙生的身世。因为联合国军在北平撞死了庙生的姐姐，庙生成了孤儿，而联合国军只愿意赔偿36美金，这让段显峰不能接受。这件事让他在心中埋下了一颗种子：一个国家，一个民族要得到尊严，就只有自己通过战斗去获得。上甘岭战役此时已经进入最焦灼和残酷的阶段，秦基伟去45师却发现崔建功的师部里只有他和政委几个人，连炊事班都上了前线。为了支援十五军作战，三兵团调十二军支援，听到这个消息的秦基伟下令征求坑道部队意见，23号是否可以再进行一次反击。秦基伟坚信，此时双方是拼意志品质的时候，谁咬牙坚持，谁就能获得最终的胜利。段显峰趁着黑夜摸下山，利用战场间隙和炮指副指挥高风亮讨论步炮协同战术，二人惺惺相惜。五圣山观察所组织人员，增援离前线最近的、也是最危险的菊亭岘观察所，杜文锦积极报名上山，得到批准。
段显峰写了详细的报告请求推迟23号反击，并希望坑道里的党员联名上交，但有些同志根本不能理解他的想法。段显峰发现范元宝为了救受伤的罗万象，偷偷溜出坑道，去联合国军营地找急救包了。在战友们的及时接应下，范元宝成功偷了急救包回来，但却遭到段显峰的批评，擅自出击是严重的违纪行为，他将范元宝关了禁闭。段显峰将处分范元宝的电报和推迟23号反击的报告同时交到了秦基伟手里，秦基伟对范元宝的主动出击行为大为赞赏，回电给范元宝记二等功，但却驳回了段显峰的报告。冯百胜也批评了段显峰自行报告的行为，告诉他八连是一个整体，无论遇到什么事，大家要一起扛，无论好坏。为了23号的反击，段显峰带着双喜等人进行了侦察。在侦察过程中，段显峰发现联合国军修建了大量新的碉堡和工事，但是在画的图上，却明显有漏洞，经过双喜更近距离的观察，发现联合国军不仅修了明碉，甚至还有暗堡。
深夜，喀秋莎火箭炮营对579.9高地的东北山梁打了两个齐射。段显峰、胡满仓带着八连战士紧跟炮火，终于杀上了597.9高地的1号阵地。美军强大的炮火开始反击。八连战士伤亡很大，段显峰心情沉重。胡满仓在1号坑道召开紧急党支部会，总结23号反击失败。丁鑫带头指责段显峰，段显峰也认为是自己指挥不当，没有做好步炮协同，情绪异常低落，经过一番努力，在高风亮等人的帮助下才渐渐清醒，重新振奋起来。王近山给秦基伟打电话，代表志司领导询问。秦基伟斩钉截铁地回答：我们还能打，范弗里特和美军也不好受！美军连长汤姆差点因为志愿军“同归于尽”而精神崩溃，泰格任命贝尔接替汤姆担任连长。
杜文锦等人根据最新情报判断，南2师开始换防597.9高地，美7师撤下去了。段显峰把翻译好的《美军训练手册》亲手交给高风亮，二人决定继续研究步炮协同操作，努力杀敌。南朝鲜军开始向坑道内投放毒气弹，志愿军战士们用毛巾沾水捂住鼻子嘴巴，拼死和戴着防毒面具的敌军肉搏。段显峰也及时呼叫到高风亮的炮火支援，步炮协同操作又有进步，终于把敌军逼退。新一轮的轰炸封锁开始，企图把坑道中志愿军战士全部饿死、渴死。坑道内生活物资异常紧张，尤其是水，伤病员们能有石壁上的点滴渗水续命，其他战士们只能靠“光荣茶”解渴了。段显峰和胡满仓讨论下一步计划，段显峰信念异常坚定，绝对不能撤退！秦基伟视察战地医院，看到惨烈的救护现场，看到痛苦坚持的伤员们，心情激动，决定对坑道部队进行摸底。
面对军部的询问，1号坑道里的全体战士表示誓死不退！段显峰和胡满仓带领战士们写血书请战，并让范元宝下高地送往军部。两个高地上的众多坑道部队纷纷送来请战书，誓死不下高地，秦基伟等人异常感动。秦基伟给王近山打电话表决心，十五军与上甘岭共存亡，坑道部队会像钉子般钉牢在上甘岭，死死拖住敌人，夺取最后的胜利。双喜请向红教自己识字，他认真写好入党申请书交给胡满仓，胡满仓很欣慰。为了解决坑道的断水问题，丁鑫带着几个战士悄悄离开坑道去抢水，却遭遇南朝鲜军阻击，段显峰带双喜等人前来支援，丁鑫等人牺牲了。双喜独自行动，去敌军阵地偷水，在回坑道时被金柱玄等人追击，胡满仓前来救援，掩护双喜，自己却不幸中弹，被双喜险险救回。向红紧急抢救胡满仓，有一颗子弹在身体更深的位置无法取出，而且医疗物资也已经消耗殆尽，胡满仓的伤口一旦感染，生命将危在旦夕。双喜被关了禁闭，追悔莫及。秦基伟召开会议，紧急部署28日大反击安排，誓要夺回全部阵地。
秦基伟下达任务，让29师抽调人马支援上甘岭的物资运输，又让44师心无旁骛地牢牢守住西方山一带防区。支援上甘岭的物资部队被金柱玄埋伏的高射机枪袭击，损失惨重。在杜文锦侦听敌台，得到高射机枪点的大致方位后，段显峰主动承担起炮兵前线侦察员的工作，夜探敌军阵地，他和杜文锦配合默契，接连找到了4个高射机枪点的准确方位。就在任务即将结束时，段显峰偶然听到敌军即将炮击菊亭岘观察所的消息，他不顾被敌军发现的危险，冒死联系到杜文锦，成功让观察所的同志们撤退，幸免于难。胡满仓从昏迷中醒来，双喜不敢告知他伤势严重的真相，强颜欢笑地鼓励他。胡满仓想在双喜的入党申请书上签字，还没签完就又昏迷了过去。志愿军12军的副军长李德生风尘仆仆地赶到十五军军部，根据志司和3兵团领导的要求，他希望秦基伟尽快下达命令，率领12军战士们投入战斗。秦基伟直言12军是生力军，建议李德生先到前线走一走，熟悉上甘岭的战斗环境，让45师多消耗一些敌人的有生力量。
坑道物资依旧短缺，尤其是水，战士们喝“光荣茶”都三天了。秦基伟心急如焚，直言谁能送一筐苹果进坑道，直接记二等功。八连战士徐晓的母亲徐大娘想念儿子，一个人从太行山出发，来到了五圣山前线。秦基伟热情地安慰徐大娘，并承诺一定把徐大娘带来的苹果交到徐晓手中。为了充实前线战斗力量，秦基伟把贴身警卫员王鲁也送进了警卫连。秦基伟给警卫连送行，鼓励众人好好完成任务。秦基伟把自己的钢笔送给了王鲁，嘱咐他，一定要把徐大娘的苹果送到徐晓手中。双喜向段显峰做深刻检讨并再次请战，接应警卫连上山。段显峰不但批准了他的请求，还在他的入党申请书上签字同意。在上山的途中，警卫连再次遭遇敌军机枪袭击，伤亡惨重，苹果也几乎全部遗落，王鲁牺牲。徐晓为了掩护警卫连的同志们，还没来得及吃一口母亲送来的苹果，也壮烈牺牲了。徐晓的那颗苹果被带进了坑道，在段显峰的带领下，众伤员分食了这仅有的一颗苹果。段显峰联系杜文锦，告知她警卫连上山遭遇敌军隐蔽机枪的准确打击，提醒她敌人肯定还有隐蔽观察哨，一定要把它挖出来。
李德生来找秦基伟商量反攻的计划，二人配合默契，对夺取最后的胜利信心十足。胡满仓终于苏醒，在他的主持下，双喜在坑道中宣誓入党。秦基伟计划将大炮运上山保护交通线，他命令八连立刻把敌人隐藏的火力点找出来。冯百胜和段显峰决定主动出击，引诱敌人火力攻击。炮营营长金钟看着陡峭的山崖，觉得把炮运上去非常困难，必须想办法。秦基伟到后勤查看，发现了牺牲将士们的遗物，他更加坚信志愿军的胜利。张蕴钰和秦基伟到山坡下，炮还没上去，他们带来工兵营帮忙运输，终于将炮运到山上的火力点。可是此时已经到了晚上，金钟怕天黑射不准，秦基伟命八连佯攻吸引敌人火力。段显峰等人摸到交通线的封锁区域，点燃火把吸引敌人，敌人看到火光开火，段显峰等人开枪回击。秦基伟终于等到了对面山上闪起枪火，金钟开炮击中目标，敌人阵地如烟火般爆炸，距离交通线最近的威胁终于解除了。
杜文锦提醒段显峰597.9高地上，两个坑道失去了联络。段显峰立刻行动，寻找敌人。美187团突袭弹药坑道，段显峰发现身边都是炮弹，决定利用弹药消灭敌人。杜文锦眼伤严重，观察所所长让其下山接受治疗。得知弹药库发生爆炸的秦基伟发了脾气，让段显峰立刻到军里报告情况。段显峰拿出步炮协同战术说服秦基伟，并申请只做前线炮兵观察员。各师报告了反击的准备情况，秦基伟认为情况不容乐观。他给崔建功两天时间准备作战方案，然后去找李德生商量把反击推迟到30号，李德生仔细考虑后同意了秦基伟的建议。邓华和王近山同意秦基伟的想法，把28号的反击推迟到30号。反击在即，段显峰读到了庙生的信。得知庙生加入了少先队，段显峰感到高兴。
29团作战参谋刘峰带来喀秋莎营，高风亮介绍他与段显峰协同作战。南朝鲜军第二师师长丁一权即将调离，金柱玄为了尊严留在前线继续战斗。秦基伟向十五军各师长传达了反击推迟两天的情况，布置各师协同作战，各师纷纷表态坚决完成任务夺回表面阵地。冯百胜通知八连，反击推迟两天。双喜代理副连长建议先开党支部会，分组传达精神稳定大家情绪。志愿军运输队将大量弹药物资运入各坑道，积极做反击准备。金仁表夜里下高地回营睡觉，金柱玄命令他带着贝尔回阵地组织进攻，金仁表无奈受命。双喜让胡满仓和重伤员一起下高地，胡满仓表态要跟最后一名伤员一起走。通讯员报告有伪军迫近侦察各坑道，双喜命他呼叫炮兵炮火覆盖地面。双喜带队支援弹药坑道，没想到金仁表带领南朝鲜军和贝尔小队袭击了伤兵坑道，罗万象、胡满仓牺牲。双喜因判断失误感到内疚，请求冯百胜处分自己。
段显峰再次请求上阵地，秦基伟终于同意。临别前段显峰拿出家书希望秦基伟转交庙生，秦基伟命令段显峰活着回来。离30号反击不足24小时，崔建功给聂济峰读作战计划，聂济峰补充要让党员带队。崔建功终于发出作战计划，十五军和十二军的干部们共同研究崔建功的作战计划，给出调整意见，秦基伟给崔建功发去修改方针。冯百胜和双喜在各自坑道里开了战前动员大会，胜利往往需要等待，但我们要有信念。10月30日，秦基伟下令开炮，反击正式开始。炮击过后，金柱玄命令让金仁表去抢修工事。段显峰与炮兵配合，给予南朝鲜军极大的杀伤力。双喜和冯百胜分别带着坑道里的战士们冲上阵地开始与敌人奋战，敌人的阵地一个个被拿下，直逼主峰三号阵地。
