特战队和游击队突出重围，明知桂林是条死路，他们还是全体决定回桂林参加保卫战。冈村宁次得知总攻的军需大库被炸，明白自己中计。因为军需中断，日军只好暂时停止进攻。贺胜得知特战队炸掉敌人军需库并在返回桂林途中，发电报要求他们加入桂林外围部队。而黎明江等人决定违抗军令，回城参加抗战。日军得知他们的行踪，决定在他们回去的路上设伏，彻底消灭特战队。
特战队猜破了敌人的埋伏，他们决定另辟蹊径返回桂林。苗萱同时发报给贺胜和丁致中，请求告知地雷埋设图，以便穿过自家军队的防线。丁致中向贺胜告假回重庆，被贺胜拒绝。丁致中再次给苗萱指示错误路线，想要消灭特战队，消灭黎明江。苗萱没有相信丁致中，黎明江等人骗过了进攻桂林的日军，穿越地雷阵返回桂林。丁致中在桂林与伪装成民团的游击队产生冲突，黎明江黄桂东及时阻止，丁致中将他们带到贺胜那里告状，黄桂东慷慨陈词，贺胜也感谢黎明江炸毁日军军需大库拖延了日军进攻的步伐，痛斥丁致中。苗萱返回军统，却得知丁致中为了消灭桂军情报组织和特战队，要牺牲自己。周启明与黄文娟相见，黄文娟告诉他崔淑英失踪，周启明表示要与崔淑英断绝母子关系。
丁致中指责黄桂东是共产党，守城将领陈司令却要黄桂东打开军火库，进行全民抗日。冈村宁次得知特战队安全返回桂林，要求青山大佐带领毒气部队进攻桂林。贺胜要求黎明江亲自抓捕崔淑英，并要求特战队撤离，可特战队员全体决定留守桂林。苗萱仇恨丁致中陷害她，于是伏击将他打死。冷锋与黎明江相见，并将新的密码本留给黎明江，她说她要用自己的方式来赎罪。黎明江利用冷锋给的密码本给青山大佐发报，说准备劫持贺胜撤离的飞机前往日军司令部。青山大佐识破了这一计策，将化妆成日军前来刺杀冈村宁次的特战队员团团围住。
特战队从密道安全撤退，并顺便炸毁六架敌机，冈村宁次生气青山大佐再次失利。这次行动的失利让黎明江明白青山大佐已经不再信任冷锋。黎明江返回后加入桂林城防部队，奉命死守中正桥。鬼子准备侦破我们的地雷阵，黄桂东带领特战队打退鬼子的侦查队。青山大佐下令夜间排雷，特战队从俘虏那里审出特高科青山大佐也在阵前。黄桂东猜测鬼子因粮草匮乏很有可能发起进攻，于是提前埋好炸弹，打退了鬼子的进攻。黄桂东奉杜长官之命带领特战队前往中正桥与黎明江会和。黎明江告诉黄桂东苗萱在七星岩医疗部队，黄桂东为黎明江提供炸桥计策后前往七星岩探望苗萱。日军将桂林层层包围，开始向桂林发起总攻，中国守军顽强抵抗。
桂林外围一个连的守军趁夜袭击日本军营，取得胜利，但敌军再次发动猛攻，全连战士全部阵亡。在兵力悬殊的情况下，日军进攻十天仍未攻下桂林，再加上横山勇不听指挥擅自分兵攻打柳州，冈村宁次震怒。为了抵挡日军进攻，黎明江决定炸毁中正桥，黄桂东决定留守桥对岸，特战队员乔治留守最危险的桥墩。日军毒气部队进攻中正桥，黄桂东等人撤向七星岩，与苗萱相聚，危急战况下，两人终于互表心意。在鬼子的强攻下，乔治战死。雷胜安顿好游击队，奉上级之命来到七星岩保护黄桂东。鬼子扎竹筏夜渡漓江，在毒气的攻击下，中正桥失守，黎明江带领部队顽强反攻，但伤亡惨重。青山大佐带领毒气部队前往攻打七星岩。
援兵赶来，终于夺回中正桥。七星岩守军接到命令准备撤退，但青山大佐的毒气部队已经赶到。中正桥再次失守，黎明江退回城内进行巷战。日军炮兵、空军、毒气部队对桂林城进行狂轰滥炸，黎明江战死沙场，临死前他劝说周启明放弃对母亲的仇恨。在日军的攻击下，桂林失守，守城将领战死。雷胜只身从背后攻击毒气部队，寡不敌众，战死。在毒气的袭击下黄桂东、苗萱等人死在七星岩洞之中。青山大佐来到桂林城，崔淑英出现，与他同归于尽。桂林失守，杜长官祭奠死去将士，他们用生命和鲜血书写了中国军人顽强抵抗日本侵略者的辉煌诗篇。
