1937年盧溝橋事變爆發，日本帝國主義發動了蓄謀已久的侵華戰爭，無辜百姓死在日軍的槍彈之下，為了拯救國家，愛國人士們站了出來。一男一女正在家中享用晚餐，這時突然響起了敲門聲，女人起身去開門，她剛打開門就被飛來的飛鏢射中脖頸動脈當場斃命。幾名日本人沖進來想要制服男人，卻被身手矯健的男人解決。男人名叫秦昊(張子健 飾)是中共地下黨員，女死者名叫趙芳，情況緊急秦昊只好將之前藏好的鑰匙拿出來，留下趙芳的尸體獨自一人離開。

相貌優秀身材突出的洋裝店店員娜塔莎(麥迪娜 飾)，從擁有通行證車輛的黃股長手中成功騙出一輛車。英租界巡捕房法醫胡一凡(呂佳容 飾)也弄到了日租界通行證，她與娜塔莎帶著另外兩名男性地下黨成員進入監獄營救隊員韓燁(馬文龍 飾)。韓燁本是江津大學化學系的助教，在執行任務時被日軍抓走，從韓燁被關進大牢那日起，日軍就一直對他施用酷刑，韓燁則裝傻充愣假扮成無知的農民。

胡一凡、娜塔莎以及另外兩名地下黨員張川和國翔成功在日軍手中奪過韓燁當初被日軍搶走的箱子，四人進入牢中救出韓燁，緊接著大家又一起將隔壁牢房的胡教授救出。在撤離的過程中，張川和國翔不幸犧牲，胡一凡和娜塔莎都很是難過。

秦昊與另一名地下黨員在街上接頭時被日軍盯上，兩人只好分頭撤離，秦昊在撤離時不小心撞倒兩名江津大學的女學生，怕自己被抓住的秦昊將十分重要的鑰匙偷偷放在其中一名女學生的包中，隨后轉身跑走。女生名叫端瑾容(趙寒雪 飾)，瑾容和小芬一起去看同學葉小七(王會來 飾)唱戲，三人再一起去上學。

探長盛天來(姬他 飾)得知趙芳遇害的消息后，請來法醫胡一凡幫助辦案，胡一凡準確說出當時案發現場的情況，她又在趙芳家中的衣柜里發現了男人的衣服，衣服上有一種很特別的煙草味。胡一凡還把現場的一些黑色粉末裝到袋子里，拿到江津大學讓韓燁研究成分。

由于江津大學宣揚愛國主義，鼓勵學生們反抗，日軍得知后很是生氣，并派出飛機轟炸江津大學，想給中國人一些顏色看看。胡一凡在學校里聞到了案發現場那股特別的煙草味，她跟上前去才發現那人是秦昊。娜塔莎來江津大學送衣服，正好碰上日軍派飛機轟炸江津大學，她趕緊沖進去救人。秦昊在一陣混亂中找到了瑾容掉落在地上的包，他將包中的鑰匙拿走。秦昊、胡一凡和娜塔莎將沖進江津大學的二十余名日軍解決，日軍沒想到對付手無縛雞之力的學生竟然也會犧牲他們的戰士。