1942年，抗日战争进入相持阶段，武工队名声大振，日军听闻“李向阳”三字便闻风丧胆。李向阳率领武工队小分队与内线老勤爷取得联系，并通过其介绍结识了县大队的老康。老康透露，虽然他们此前未能彻底摸清日军松井炸药库的确切地点，但一位未曾露面的特派员已成功探明炸药库的详细地图，并将其交托于自己。然而，李向阳带领兄弟们按照地图指示执行炸毁炸药库的任务时，却不幸遭到日军伏击，兄弟们全部被俘，老康也落入敌手。此时，被李向阳打败剖腹的松井之弟松井横二到县城报到，志在为哥哥报仇。李向阳奉命营救谍报技术员章雯，在智斗土匪上官宏及渡边联队与松井横二的过程中，章雯被救后道出了自己军统特务的真实身份。李向阳机智引导其弃暗投明，此后屡立奇功。不久，负有秘密使命的八路军二号首长从县城过境，消息被立功心切的松井横二获悉。李向阳带领武工队与松井展开了斗智斗勇的激烈较量。他通过秘密策反上官宏，并巧妙利用渡边与松井的矛盾打乱鬼子部署，成功将松井主力诱入绝境。在护送首长过境的终极决战中，李向阳潜入城内巧妙夺取手牌调动敌军火力，并双枪击毙松井。虽历经穆兰、丁大头等战友的壮烈牺牲，但武工队最终成功化解城底炸药危机，掩护大部队顺利进城，赢得了这场较量的最终胜利。