1942年，正在抗日戰爭焦灼之時，日軍突襲新四軍在北方地區的一處兵工廠，保衛兵工廠的獨立團特務連浴血奮戰，終因寡不敵眾，陣地失守，連長孔圓被俘。孔圓的哥哥孔方是一名大學數學教授，精通數學邏輯分析，曾留學日本，對日軍的情況有所了解。在新四軍幫助下，孔方和未婚妻——心理學教授向海音混進日軍占領區，里應外合，發動反攻，成功救出了弟弟和兵工廠人員并奪回了陣地。本劇取材于黃崖洞兵工廠保衛戰以及眾多兵工廠事跡，用普通人的事跡展現出一幅各階層人民聯合抗戰的生動歷史畫卷。