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1936年初，一支红军医护队途经四川北部，突然遭到了当地军阀卢焕昌部的袭击，刚到该队疗伤的红军某部敌工科长刘一手带领队员与敌激战，并成功掩护伤病员转移，自己却在突围时遭山民出卖被俘，关入了卢焕昌在葫芦沟设立的筑路队。这个筑路队实际上就是一个红军战俘的秘密集中关押地，各路红军部队路过四川与敌激战时因为负伤、迷路等原因被俘的红军战俘均关押于此，卢焕昌受川府的委托代为看管他们，而这些被俘红军战士原本大都互不相识。红军团长陈怀仁、营长程大号、宣传干事齐闯已关押在葫芦沟多日，此时他们又在秘密筹划脱逃之事。卧底向卢焕昌告密，丁成义奉命前往葫芦沟寻找领导红军脱逃的“三人领导小组”，巧遇刚刚进入葫芦沟的刘一手。当夜，红军密谋逃脱，却跳入丁成义早已设好的圈套。
红军密谋被识破，丁成义刀枪相逼打伤了一名红军，要挟红军交出“三人领导小组”。千钧一发之际，被有勇有谋的刘一手凭借一枚玉石棋子巧妙化解。刘一手帮助同志们化解了一场危局，却依然得不到大家的信任。刘一手向程大号暗示劳动营里有内鬼，并提出要见领导汇报身份，但程大号并不相信他。丁成义遇见被俘虏的共军联络员韩江雪，被其果敢坚毅的性格吸引。司令将韩江雪送入丁成义府上交由发落，丁成义倾心韩江雪，决定娶其为妻，并令翠娥服侍左右。
新婚之夜，韩江雪决定刺杀丁成义与其同归于尽，遂故意打碎花瓶刺伤了丁成义，丁成义却不顾自己的伤势令人赶紧给同样受伤的韩江雪包扎。丁成义再到葫芦沟，威胁刘一手尽快交出“三人小组”，不然将大开杀戒。刘一手面不改色、话里有话的机智应对。丁成义心中一计，决定暗地挑拨刘一手与红军间的关系。刘一手与卢军关系融洽，而且能报出程大号的出身和名号，让程大号怀疑刘一手正是“内鬼”。
刘一手想要打日本鬼子的雄心壮志震惊了丁成义，丁成义回到武州却无法表达自己对抗日的真实看法，痛苦不堪。丁成义回到家中对韩江雪表达想念之情，他的热情却被韩江雪再次用暴力拒绝。韩江雪讽刺丁成义只能靠听命令过日子，没有自己的信念，这再次刺到丁成义痛处。韩江雪在交流中发现翠娥也是出身贫苦的穷人孩子，想要教翠娥学习，让她做有意义的事。韩江雪以教翠娥打字为借口，骗来了丁府中机要室的钥匙。
刘一手继续靠为卢家军变戏法来打探卢军消息，成为了红军里与卢军关系最融洽的人。程大号向上级领导汇报了刘一手的情况，重病号房内的陈怀仁决定见一见刘一手。韩江雪仍不死心，称教翠娥使用电报机，实则为骗开机务室的门自己偷发电报，却被墩子识穿，丁成义得知后却再一次原谅了韩江雪。刘一手为尽快找到组织偷偷观察跟踪程大号，终于发现领导可能在重病号房内。重病房内的陈怀仁团长病势严重，刘一手见形势紧迫决定亲自到重病号房逐个排查找出领导，最终与已奄奄一息的陈怀仁远远见了一面。根据陈怀仁暗中指示，程大号停止了一切暴动计划。
丁成义不信任孟喜禄指派的奸细皮三，决定亲自在红军中培养奸细，红军军医“一把抓”被请去为丁成义治病，其医术和医德都深深让丁成义欣赏，丁成义突生一计想要策反“一把抓”。丁成义为了彻底收买人心，千辛万苦寻找到“一把抓”的妻儿并让其一家团聚，并不索取任何回报。刘一手仍在努力劝说程大号让自己见一面陈怀仁，程大号请示情况时，被奸细皮三偷听并告密，在刘一手还没来得及与陈怀仁见面时，陈怀仁已经被孟喜禄带走，程大号认定是刘一手告的密。
国民党正式开始抗日，卢焕昌命丁成义上阵。在急需士兵的情况下，卢焕昌提出让丁成义收复红军战俘加入抗日队伍中。得知丁成义竟然要去抗日时，韩江雪愕然。丁成义带韩江雪参观了代表着自己一生戎马生涯的马鞭收藏，当丁成义起誓报效国家的时候，韩江雪被深深感动，决心追随丁成义参加抗日。丁成义发现原来陈怀仁就是红军战俘的领导，于是决心从陈怀仁入手劝服红军。陈怀仁交代程大号一定要带同志们回到红军队伍中，并托付程大号一定要寻找救命恩人。然后陈怀仁毅然吞食了用来镇痛的大烟，用自己的死来对战友们进行掩护，捍卫对党的忠诚。
陈怀仁牺牲后，程大号认定是刘一手告的密，正要杀了刘一手时却被关押起来。红军开始绝食抗议要求放了程大号并厚葬陈怀仁。丁成义最终答应红军条件，厚葬陈怀仁。丁成义正式接替孟传陆，发表演讲宣布他要率领红军们一同出关抗日，全场哗然，程子和当众顶撞丁成义。红军不敢轻信，认为是卢家军新的诡计。为了让红军相信，丁成义答应尽快给红军下发枪支。除了程大号以外的红军士兵都表示愿意先打日本鬼子。丁成义集合红军，要求红军战俘们换上卢家军的国民革命军军服，这下战俘营炸了窝，红军们打死也不肯穿上敌人的军服。丁成义没有想到这件小事，竟成了红军们根本不可能接受的情况。丁成义软硬兼施，威逼利诱，但是仍没有一个红军愿意换装。丁成义拿来报纸，说明国共两党已经合作的现实情况，红军半信半疑仍不愿换军服。韩江雪的一席话，让丁成义明白了换身衣服是关系到信仰的大事情。丁成义被红军信仰的力量震撼，最终无奈妥协。红军战俘们继续穿着破烂的红军军服，战俘营一片欢腾，丁成义终于明白了韩江雪说的信仰是什么。
卢焕昌察觉丁成义有些靠不住，最终决定让卢涛率领两个团紧跟丁成义部出征。卢焕昌叮嘱卢涛：永远走在丁成义部的后面，让红军战俘和壮丁们当炮灰。刘一手偶遇壮丁营的故友赵六，意外找回遗失的剩3颗子弹的手枪。卢家军真的开始给战俘营发枪了，虽然只有枪壳没有子弹，但拿到枪了战士们还是兴奋不已，等着程大号发号施令抢占弹药库越狱。刘一手通过跟胖马猴套近乎，细心观察到战俘营对面的弹药库里其实根本没有任何子弹。刘一手用计套了皮三的话，发现皮三暗藏枪，原来皮三果然是奸细。刘一手决定诓骗皮三去取一份秘密文件，并向不知皮三身份的胖马猴告了密。刘一手用计让胖马猴带人误杀皮三，刘一手用自己的方式铲除了奸细，为陈团长报了仇。气急败坏的丁成义却将计就计将矛头指向刘一手，令众红军相信皮三是刘一手害死的。
同志们誓要杀死刘一手为皮三报仇，情急之下刘一手和程大号进入红军牢房进行秘密交谈。在牢房内，刘一手用自己的坦诚换取程大号的暂时信任，二人开始密谋起逃跑计划。表面上，程大号仍与刘一手互不相让、针锋相对，实已达成默契。两人合计调虎离山：刘一手冒死带人强抢军需库，趁着卢家军的注意力吸引过来的时候，程大号赶紧带领其他红军向大门狂奔逃跑。丁成义发现红军逃跑，下令只追不杀。眼看红军要逃出监牢，突然卢涛带队出现，将逃跑红军死死包围，红军再次被带回劳动营。所有红军都以为丁成义肯定会大开杀戒，结果丁成义再一次选择既往不咎。
