任厂长、应德和杨墨看到史记者教姚芳跳舞，任厂长深受感染，下令兵工厂的人都要学跳舞。应德和杨墨又向史记者展示了他们造的炸弹，这时毛团来报说子弹停产了，由于铜钱价格太贵，兵工厂支付不起。任厂长决定亲自去看看行情，八路军为筹集更多的资金，举办一个募捐舞会。
日军已经掌握了兵工厂的准确位置，计划偷袭。进村后，为了隐蔽部队，用刺刀杀死大量村民，姚奶奶从家里偷跑出来给兵工厂通风报信，却死在日军的枪口下，枪声惊动了兵工厂，为保安全，兵工厂必须迅速转移，任厂长和柳宝留下来部署炸药，等着日军一旦踏入领地就与其同归于尽。
在村口，八路军和日军展开激烈的战斗，八路军孤立无援，再加上日军重机枪的攻势下，一时陷入困境。杨墨告诉柳宝，日军的枪由于高速运作，在一段时间后必须用水降温。趁敌军调整的机会，柳宝潜出去向师部请求支援，这时应德却发现杨墨判断错误，敌军其实用的是九二式的重型机枪。
秦政委为了给他们创造更多时间找出机关枪的弱点，只身上前用身体堵住枪眼。应德带人冲了出去，用了手榴弹炸开了土堆，土落在子弹上，和上面的油混成油腻堵塞枪口炸了膛，柳宝趁机跑出来包围圈向师部请求支援。
日军发现机枪被毁，一时不知所措，谷野亲自上阵，重新架起机枪。柳宝在树林中 第三次遇到黑藤，可就在关键时刻发现枪里没有子弹了，只能设法近距离靠近黑藤的时候把手榴弹别在他腰带上，再趁黑藤拿下手榴弹的时候逃走。
日军再一次发起猛攻，战事持续到天亮，从师部来的援军终于赶到，他们里应外合，又一次击退了敌人。结束后，师长对着牺牲的烈士们深感歉意。柳宝这次受伤伤及骨头，又延误了治疗，胳膊恐怕是保不住了。
姚芳知道奶奶的死讯，情绪低落，足不出户。兵工厂的战士们情绪受到战争的影响，变得消极。应德向师长提议，发明新的武器来提升大家的士气。经过苦心思考，他决定造掷弹筒。
顺子在前线带来几个敌人没有响的炸弹，应德和杨墨在茅屋里紧张的闭门修弹，等候在外的人突然听到一声巨响。
原来声音是从试验传来，此时屋内，杨墨正全神贯注的拆炸弹，为缓紧张，一直同应德说话，终于长出一口气，炸弹修好了，杨墨已是满头大汗。
两人把炸弹拿给顺子，这时一名战士去房中送吃的，不小心碰到屋内东西，突发爆炸将战士炸死，任厂长下令，以后应德的屋子闲人免进。
应德继续研究枪榴弹，把刚画好的图纸拿给杨墨自己便晕去，医院里应德睡了两天两夜。杨墨将设计稍加改动，两人约柳宝一起试验，结果失败了
任厂长扮成商人带着姚芳和应德去城里买所需材料，准备找刘启德做笔生意，而同时谷野试图说服刘启德投日，刘启德两面为难，最终为保全自己，只好找人通知谷野。躲在屋顶的姚芳和应德发现日军动向，胁迫刘启德出城，刘启德一路用火药做记号，为日军引路。途中刘启德因应德叫的那句师傅而感动，放走他们并做了假现场将自己打伤。
回到兵工厂，应德终于做出了理想的枪榴弹。姚芳早有预感，刘启德已经有了叛国之心，她再次返程，在刘启德家中架起一挺机枪等着他。
