武漢會戰期間，為粉碎日軍的陰謀，八路軍配合正面戰場的抗日行動，在山西組織牛頭嶺伏擊戰。特務連接受炸毀補給大橋的行動任務，排長李牧之帶隊乘夜潛入，經過敵情觀察，帶著爆破組的戰士小心翼翼接近了大橋。幾名戰士躲過日軍的汽車運輸隊，在眾人的警戒下，將炸藥順利安放在了橋墩。日軍控制的黎城外，八路軍的山炮突然炸響，將城樓上的鬼子紛紛掀下城墻，八路軍大部隊開始了攻城。

野外，已經布置好爆破的李牧之帶領全排戰士隱蔽在草叢中，等待著最好的爆破時機。潞城的鬼子已經緊急出動增援黎城，八路軍某團三營負責阻擊。李牧之遠遠看見一隊日軍通過大橋，但是行跡上不象是增援的先頭部隊，而且聽見前方的炮聲立即掉頭走了另一個方向，李牧之判斷這支部隊很可能是以前尋找的日軍生化武器部隊，他決定留下一個班等待爆破，帶領其余隊伍急行軍趕到日軍生化部隊的前面，打一場小型的伏擊戰。

日軍大部隊過橋，爆破組炸毀了大橋，日軍死傷慘重。與此同時，李牧之率領的隊伍也到達了伏擊地點，待日軍車隊逶迤行至山下，李牧之突然開火，日軍抵擋不住，緊急向附近的鎮上求援。此時大型的牛頭嶺伏擊戰已經打響，八路軍在各個地點同時襲擊日軍。八路軍指揮部發現敵軍有異動，本該增援牛頭嶺的部隊卻撲向了另一個方向，團長認為這與李牧之襲擊的那支日軍小分隊有關，隨即做出了相應的兵力部署調整。

李牧之襲擊的日軍小分隊無法抵擋，使用了化學武器，紅綠色的煙霧彌漫了山谷。李牧之一邊讓部隊往上風頭躲避，一邊與敵軍交火，毒氣彈隨風飄散，形勢發生了轉變，恰在這里，團部派來的增援部隊趕到，李牧之精神大振，帶領部隊向前沖鋒，將鬼子團團圍住。日軍部隊的長官見無法擺脫，抱著文件包拽響了手雷的引信。李牧之知道他守護的文件包很重要，讓戰士們把炸得到處都是的文件盡量搜集起來。這里的戰地醫院，收治了牛頭嶺伏擊戰上很多因為化學武器被致傷致殘的戰士，醫生也是一籌莫展。

李牧之到了團部，團長責問他為什么擅自行動，李牧之解釋一番，但團長還是讓連長關了他的禁閉。李牧之隨后問到那些文件的事情，團長說已經送到師情報處分析了，得知這批文件很有價值，李牧之算是暗松了一口氣，自己的擅自行動總算沒有白廢。日軍在上海的司令部內，田中大佐得知化武小分隊被劫，臉色為之一變，他立即打電話給關東軍，要求執行第二套方案。

八路軍拿到只破解了一部分的文件，但也感事關重大。此時的田中大佐，正式向上海軍司令透露了自己的秘密身份，司令有所惱怒，但田中大佐解釋過后，他決定派遣特高課課長對風影計劃進行協助。另一邊，被關禁閉的李牧之迎來了一位重要的客人，師情報處長尚漢杰。