1950年初，国民党残余势力盘踞在西南小城西昌做最后的垂死挣扎。方教授将藏有日军遗留细菌武器的地点绘在地图上后交给助手，国民党西南工作站站长沈耀祖对方教授用刑后派人抓了助手。共产党特工陈少杰潜入西昌与黄山会合，他从潜伏于敌人内部的共党特工乔燕处获知方教授即将被押往监狱，二人营救时方教授中枪身亡，随后他们来找助手时中了敌人埋伏侥幸逃脱。
少杰等人和联络员郑浩接头后商议营救助手，乔燕表示耀祖将监狱构造图藏在俱乐部包房。少杰假扮赌徒与耀祖赌博时故意激怒他，二人对峙时乔燕现身并声称少杰是自己丈夫，随后少杰告诉耀祖自己做倒卖尸体的生意。众人施计从耀祖身上偷到钥匙，少杰潜入包房拍下构造图撤离时被国军特工叶文发现，少杰射伤她后逃跑。耀祖发现丢了钥匙后开始搜查宾客，少杰施计洗清嫌疑。
耀祖故意谎称叶文已经醒了，随后乔燕去医院杀叶文时被抓，幸亏少杰及时相救。国民党行动队队长刘子峰奉耀祖之命枪毙被关在监狱里的共产党，王一鸣为了保住性命将共产党地下交通站告诉子峰。少杰等人在交通站商议营救计划时子峰率人突然赶到，留下掩护的黄山和郑浩被抓后惨遭严刑酷打。众人施计进入监狱后救出被抓的同志，子峰率人火烧监狱，少杰带着众人炸开出口。
西昌解放，国民党撤退到大凉山一带伺机反攻。黄山讲出郑浩遇害真相，当初子峰一箭射死了郑浩。少杰率人突袭耀祖时被他逃跑，他和乔燕意外发现一个和梁海棠长相一样的女人，她是方教授的助手梁樱桃，同时也是海棠妹妹。少杰、乔燕和黄山被调到西南剿匪总队敌侦处，少杰担任代理处长。少杰审讯樱桃时她故意言语暧昧，随后她从身上拿出藏有细菌武器的机密地图。
冯姗姗调查发现樱桃和方教授的合影照有拼凑的痕迹，她推断樱桃并不是方教授的助手。少杰等人按照机密地图找到了一个山洞，众人在里面发现了一批细菌武器。耀祖等人占据了老百姓家，鸡头山二当家柴老二突然带人来抢劫，他调戏叶文时被打倒在地。樱桃故意和帮自己洗头的少杰打打闹闹，剿匪总队队长赵东方表示樱桃可能是敌特，他警告少杰不要和樱桃走得太近。