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“九一八”事变后，侵华日军在中苏边境修建了号称“东方马奇诺防线”的军事要塞。苏联将军的中国养女玛丽潜入中国东北，调查要塞，不幸被日军抓获。东北抗联派出侦查员文龙营救玛丽。魔术师高小庄、猎人胡大壮、国军女特工谭卓茹、东北军军官魏坤宁等人参与营救。文龙把玛丽从虎头要塞劳工营救出后，劳工营日本军官小泉清带兵追击。文龙原计划把玛丽从东北的中苏边境送出，可日军提前封锁边境，于是文龙改变计划，决定把玛丽送到关内，玛丽手上握有记录日军暴行和机密的照片，为避免泄密，日军又派出阿部宽参加抓捕。在护送玛丽的过程中，文龙带领众人摧毁了日军铁路、毒品工厂地等一系列军事设施，发现了大量日军侵华罪证。为保护我们掌握的日军罪证，胡大壮、谭卓茹、魏坤宁等人相继牺牲。经过与日军殊死较量，最终把玛丽送到了延安。
铁雷带人扒开铁轨，突然遭遇郭三的埋伏，铁雷被他们绑在轨道上，其他人全部牺牲。小泉清收到郭三活捉铁雷的消息，他识破了文龙炸火车救人的全部计划，高小庄故意装出惊慌失措的样子，他歇斯底里地向小泉清求饶，并主动要求为小泉清表演飞刀射苹果的游戏，因为没有苹果和飞刀，小泉清提议用枪代替飞刀，打文龙的左耳朵，如果打不中，高小庄得死，如果打死文龙，他还得死，高小庄假装不会开枪，谭卓如和安娜大声指责高小庄的懦弱行径，文龙提醒高小庄看准了再打，高小庄终于鼓足勇气战战兢兢地开枪，他没有打文龙，而是打碎了灯，车厢里顿时一片黑暗。
原来，这一切都是高小庄和文龙事先设计好的，高小庄事先在嘴里藏了根开锁的铁丝，他带着谭卓茹和安娜赶往车尾，贺春也带人顺利爬上火车，他们一起在最后一节车厢找到炸药，眼看火车就要进入隧道，鬼子也追了上来。
魏坤宁带刀子和鲁村长偷袭工程营地，打死了守卫的鬼子，魏坤宁挟持了吉野，鲁村长带人顺利进入营地，和鬼子展开激战，吉野趁机溜走，刀子紧追不舍，吉野逃进指挥所，刀子把满腔仇恨化作报仇的力量，他终于杀死吉野。
文龙跑到车头，打死了开火车的鬼子，和前来增援的小泉清厮打在一起，眼看火车就要撞向铁雷，文龙用脚踩下了开关，火车在最后一刻停了下来，铁雷才幸免遇难。谭卓茹负责断后，她掩护高小庄和安娜去帮贺春找到炸药，谭卓茹和贺春一起消灭了追上来的鬼子，谭卓茹让高小庄和安娜赶紧跳车，她和贺春去车头找文龙。
小泉清趁文龙不注意，举枪威胁他，小泉清自以为胜券在握，没想到谭卓茹及时赶到，把文龙救下，高小庄和安娜安全跳下车，正好遇见铁雷。与此同时，贺春点燃炸药，不小心被鬼子一枪打中，他成功引爆炸药，自己却英勇牺牲了。随着一声巨响，火车被炸毁，文龙被震晕，正当大家正焦急万分的时候，文龙醒了过来。
刀子赢得了鲁村长的信任，鲁小花也在村里等着他的归来，刀子已经成了鲁家屯的英雄，鲁家屯的大门永远为他敞开。正在这时候，文龙和安娜他们也赶来汇合，鲁村长得知贺春英勇牺牲，他很心痛，鲁村长已经把鲁家屯妇孺老小安排转移了，他发誓从今以后守着林海，和鬼子拼到底，大家和鲁村长告别，刀子跪下向鲁村长磕头，他和大家一起离开了。