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1949年，第一野战军在大西北展开剿匪肃特斗争。解放军侦查连长王少强剿匪途中，遭遇西北军阀、匪首许殿亭之女许凌梅。四年前，王少强曾从日寇手中救出许凌梅，许凌梅对他一见钟情，并进入八路军卫生学校学习，两日后却被她父亲偷偷绑走，两人因此产生巨大误会。经过激烈碰撞和逐步澄清，两人慢慢消除了仇恨。王少强冒充匪特联络员打入许殿亭的豹头山，引导、教育许凌梅为我党工作，打探事关剿匪大局的许殿亭秘藏武器，破坏土匪行动，挑拨土匪内讧，给许殿亭、刘栓子等匪首以沉重打击；许凌梅也由任性、莽撞逐渐变得成熟。昔日“西北王”何步升卷土重来，许凌梅寻机打入何步升内部，与王少强内外配合，掌握了敌方信息。在解放军剿匪指挥部的统一指挥下，王少强和战友们将何步升等土匪武装剿灭殆尽。
王少强找田凤英帮忙，田凤英去招待所向管大姐打听情况，问明事发当天她的围巾是否有丢失，回去如实转告王少强。王少强见了陈戈和郝波，决定立即拘捕冯美芝，查出她的真实身份。
追悼会后，王菊香邀请冯美芝一起回家吃饭，并且劝慰冯美芝不要再单恋着王少强了，冯美芝内心苦闷，但是内心隐约觉得王少强并没有死去，于是去田凤英的南北客栈试探。田凤英机智应对，并且告诉王少强冯美芝来到南北客栈试探自己。冯美芝借酒消愁，田凤英一边安慰冯美芝，一边分散冯美芝注意力。
冯美芝上楼寻找王少强，王少强提前逃脱，冯美芝回想起过往，内心凄凉。回到家写下了遗书，留下了电台和联络图，带上毒弹，决定自绝在王少强的坟前。王少强来到冯美芝家中拘捕冯美芝，却发现了冯美芝留下的联络图和书信，王少强急忙上马去追，却看到了服毒后奄奄一息的冯美芝。
王少强和陈戈商议，决定暂时隐瞒冯美芝自尽的消息，自己去高坪看望许凌梅并且寻找证据。陈戈在打电话告知邱子然情况的时候，无意中被曾希民接到，曾希民觉察到蹊跷，逼迫陈戈说出真相，陈戈无奈告知自己已经发现了“郁金香”，并且她已经自尽，曾希民命令其迅速将“郁金香”的资料上报，陈戈后悔，决定告知王少强此事。
马文海将资料上交曾希民，曾希民决定重用马文海，让马文海去寻找剩下的敌特，马文海抓捕到了潜伏的刘大志，又让他为己所用。王少强到了高坪的医院，见到了受伤住院的许凌梅，两人相拥而泣。