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1936年，我西路军被马步芳部骑兵一路追击，特务排长李云龙杀出重围，不幸滚落山谷。抗战爆发，晋西北国共两军在日军的疯狂进攻下死伤惨烈，独立团团长李云龙以新式战法全歼日军山崎大队，又在攻打县城战斗中重创日军守备队。日军不甘失败，一次次扫荡令独立团付出了血的代价。1941年冬，弹尽粮绝的独立团在野狼峪伏击日军，全歼其两个中队，战斗惨烈，惊动了蒋委员长，也极大刺激了日本华北特遣军司令官。 抗战胜利后，李云龙与楚云飞又在淮海战场上对垒，险些同归于尽。伤愈归队后的李云龙率部赴武夷山清剿国民党残匪，土匪们被游击专家李云龙追得如丧家之犬，无所遁形。1980年代，当年去了台湾的楚云飞回到大陆，求见近半世纪不见的老朋友和老对手李云龙，而李将军已故去，楚云飞老泪纵横。
李云龙被骑兵追得透不过气来，他发誓以后要有自己的骑兵，他对郑芳说如果将来解放了她嫁不出去就娶了她，郑芳害羞地跑开。郑芳在马元青那里缴获了指北针，她上交给李云龙，这样能让他们顺利地辨别方向。
李云龙带着剩余的几人继续向黄河方向挺进，他们在途中死亡了三人，面对后面追赶的骑兵他们只能撤退。李云龙准备走沙漠方向，这样可以避开马家军，突然听到的羊叫声让他们警觉起来，逮羊的人是个当兵的，他们将那人捉住，他叫于承柱，是八二迫击炮的炮手，李云龙收下了他。
马步芳猜出李云龙等人进了沙漠，他通知搜索队将最后的阻击点放在黄河西岸。在部队休整时郑芳告诉李云龙说她喜欢他，李云龙平时看着给没事儿人似的，可他愁得觉都睡不好，他要将兄弟们都带出沙漠。
李云龙带人终于走出了沙漠，从老大爷那里他们知道前面五里就是黄河。当郑芳要庆祝时被赶来的马匪打中数枪，李云龙只好带人撤退，他没法救她，这是他这辈子最后悔的事情，他要把兄弟们全部带出去。浑身无力之时他们看到了远处的骑兵，李云龙让他们继续战斗，等骑兵到眼前时他们认出是自己人。1937年8月，国民革命军事委员会将红军的一、二、四军改编成国军革命军第八路军，李云龙不想穿那身衣服，他仍戴着红军的帽子，他们在军旗下宣誓。1937年9月，八路军三原誓师后分别开往抗日前线。李云龙率部过黄河时见到了楚云飞，两人合力对付了空中的日军飞机，之后楚云飞将他们放行。