武汉会战期间，为粉碎日军的阴谋，八路军配合正面战场的抗日行动，在山西组织牛头岭伏击战。特务连接受炸毁补给大桥的行动任务，排长李牧之带队乘夜潜入，经过敌情观察，带着爆破组的战士小心翼翼接近了大桥。几名战士躲过日军的汽车运输队，在众人的警戒下，将炸药顺利安放在了桥墩。日军控制的黎城外，八路军的山炮突然炸响，将城楼上的鬼子纷纷掀下城墙，八路军大部队开始了攻城。
野外，已经布置好爆破的李牧之带领全排战士隐蔽在草丛中，等待着最好的爆破时机。潞城的鬼子已经紧急出动增援黎城，八路军某团三营负责阻击。李牧之远远看见一队日军通过大桥，但是行迹上不象是增援的先头部队，而且听见前方的炮声立即掉头走了另一个方向，李牧之判断这支部队很可能是以前寻找的日军生化武器部队，他决定留下一个班等待爆破，带领其余队伍急行军赶到日军生化部队的前面，打一场小型的伏击战。
日军大部队过桥，爆破组炸毁了大桥，日军死伤惨重。与此同时，李牧之率领的队伍也到达了伏击地点，待日军车队逶迤行至山下，李牧之突然开火，日军抵挡不住，紧急向附近的镇上求援。此时大型的牛头岭伏击战已经打响，八路军在各个地点同时袭击日军。八路军指挥部发现敌军有异动，本该增援牛头岭的部队却扑向了另一个方向，团长认为这与李牧之袭击的那支日军小分队有关，随即做出了相应的兵力部署调整。
李牧之袭击的日军小分队无法抵挡，使用了化学武器，红绿色的烟雾弥漫了山谷。李牧之一边让部队往上风头躲避，一边与敌军交火，毒气弹随风飘散，形势发生了转变，恰在这里，团部派来的增援部队赶到，李牧之精神大振，带领部队向前冲锋，将鬼子团团围住。日军部队的长官见无法摆脱，抱着文件包拽响了手雷的引信。李牧之知道他守护的文件包很重要，让战士们把炸得到处都是的文件尽量搜集起来。这里的战地医院，收治了牛头岭伏击战上很多因为化学武器被致伤致残的战士，医生也是一筹莫展。
李牧之到了团部，团长责问他为什么擅自行动，李牧之解释一番，但团长还是让连长关了他的禁闭。李牧之随后问到那些文件的事情，团长说已经送到师情报处分析了，得知这批文件很有价值，李牧之算是暗松了一口气，自己的擅自行动总算没有白废。日军在上海的司令部内，田中大佐得知化武小分队被劫，脸色为之一变，他立即打电话给关东军，要求执行第二套方案。
八路军拿到只破解了一部分的文件，但也感事关重大。此时的田中大佐，正式向上海军司令透露了自己的秘密身份，司令有所恼怒，但田中大佐解释过后，他决定派遣特高课课长对风影计划进行协助。另一边，被关禁闭的李牧之迎来了一位重要的客人，师情报处长尚汉杰。