1940年冬，日军聚集大量兵力向鲁南抗日根据地抱犊崮发起疯狂扫荡。八路军独立营营长武忠义为掩护根据地首长和大部队安全撤离，带领全营战士浴血奋战，拼死拖住日军主力部队的大举进攻。
日军凭借迫击炮的威力，令我军伤亡惨重。武忠义在得力助手卫三湖、鲁大魁的配合下，带领部分战士冒险闯入日军阵地，炸掉了日军的迫击炮。
日军又调集更多兵力发起新的冲锋。武忠义发现弹药不足，就带领战士们在战壕前方设下大量陷阱。日军踏入陷阱，伤亡惨重。武忠义带领战士们跃出战壕，跟残存的日军展开惨烈白刃战，将其全部消灭。
聪慧干练的八路军女军医李青韭爱慕武忠义，她得知前方战事惨烈，很是担心武忠义的安危。
国军炮兵连连长吕修文充满爱国热情，他见扫荡日军靠近他的防区，很想出兵攻打。但其顶头上司国军旅长何义夫却警告他，日寇不主动进犯不得出战，否则唯他是问。
武忠义为拖延时间，故意把新追来的日军引入地形复杂的山林里，与其展开游击战。日军指挥官前田推测出在山林里活动的八路军只是一支小部队，建议日军司令小泉先派出少量日军进行搜查。小泉被独立营的超强战斗力震撼，认为他们是八路军主力，派出日军大部队前往追击。
日军在山林里不能使用重型武器，又不熟悉地形，多次误中独立营设下的陷阱，伤亡惨重，但因人数众多，也对武忠义的部队造成重创。武忠义带领大量伤员转移，行动慢了下来。日军追击而来，越逼越近。身受重伤的年轻战士柱子为了掩护大家撤离，暗自留在后面引开日军，壮烈牺牲。
八路军旅长高国光和政委吕松落带领大部队撤离到新建根据地，因跟武忠义等人失去联系，很是不安。
武忠义带领战士们转战到跟吕修文防区相隔咫尺的挂甲屯过夜，被追击而来的日军包围。武忠义采取声东击西的策略，带领战士们在黎明前暗自突围，但逃到村口时被包围的日军发觉，双方展开激战。
吕修文发现扫荡日军近在眼前，内心更加矛盾。机灵滑头的小四川既是国军报务员，又是吕修文的勤务兵。他见吕修文左右为难，就给他出主意，让他用枪声把日军引入他们的防区。
吕修文向何义夫谎报军情，何义夫信以为真，让他狠狠打击日军。吕修文带领国军向包围挂甲屯的日军展开轰炸，日军伤亡惨重，武忠义带领战士们趁机冲出重围，脱离险境。
小泉发现日军受到猛烈攻击，以为追击到八路军主力，很是兴奋。前田却提醒他，日军已经误入国民党中央军的防区。小泉索性将错就错，派重兵增援，企图将吕修文的防区一举拿下。
小四川贪生怕死，临阵脱逃，但在逃跑途中却发现日军潮水般向他们的防区涌来，吓得心惊胆战，慌忙逃回吕修文那里。
日军在国军火炮的攻击下死伤无数，小泉为自己指挥失误深感自责，转而重用前田，让他负责指挥这场战斗。前田派遣敢死队和步兵炮队前往增援。
日军战斗力大增，逐渐向国军阵地逼近。吕修文让小四川向何义夫发报请求增援。何义夫得知日军又派出重炮部队前来增援，知道防区守不住，就命令吕修文赶紧撤离。吕修文不愿做懦夫，决定以身殉国，坚守到最后一刻。
铁血战狼剧照
武忠义带领战士们前去增援国军，在山路上发现日军发报队，便将其一举消灭，缴获其无线电发报机。
国军的炮弹全部打完，日军敢死队冲了上来。吕修文带领国军战士跟日军展开惨烈的肉搏战，国军战士不是日军的对手，一个个倒下，吕修文也危在旦夕。就在这危急时刻，武忠义带领战士们及时赶来，打退了日军的进攻，救出了受伤的吕修文。
吕修文和武忠义既是发小，又是情敌，两人都深爱同一个女孩孙梅。孙梅爱武忠义，不爱吕修文。但她的父亲却嫌贫爱富，将她许配给吕修文。孙梅在新婚当天选择逃婚，跟随武忠义离开家乡，投奔八路军。吕修文为此对武忠义怀恨在心。今日两人意外重逢，吕修文首先认出武忠义，立刻向他扑来，想要置他于死地，但被卫三湖及时制止。武忠义发现袭击他的人竟然是吕修文，很是震惊。
武忠义听到缴获的日军发报机发出声响，就让懂日文的吕修文接听。吕修文发现日军正准备用重炮攻打国军阵地。武忠义让吕修文告诉他们日军阵地的坐标，误导日军炮轰自己的军队。
日军被吕修文误导，用大炮轰炸自己的军队，武忠义和大家一起兴高采烈地看热闹。吕修文却乘其不备，拿枪指向了他。当武忠义发现时，吕修文扣动了扳机。就在这千钧一发时刻，站在吕修文身旁的鲁大魁立刻用枪托砸向吕修文。吕修文被砸晕，射出的子弹从武忠义身边擦身而过。鲁大魁想砸死吕修文，替武忠义消除后患，被武忠义制止。
日军发现上当，转而炮轰国军阵地。武忠义让鲁大魁和小四川抬着昏迷的吕修文一起撤离。卫三湖担心吕修文醒来后还会对武忠义下狠手，就劝说武忠义不要管他。武忠义念及往日的情分，不忍心丢下吕修文不管。
吕修文在行军的路上滴血，武忠义走过来查看他的伤情。吕修文醒来发现武忠义就在身边，立刻拉开手榴弹的弦想跟他同归于尽。幸好武忠义及时阻止，手榴弹才没爆炸。武忠义劝说吕修文放下私人恩怨，以抗日大局为重。吕修文报仇心切，根本听不进他的话。
到达安全地带后，武忠义要带领战士们赶往新根据地跟大部队汇合，问吕修文和小四川有什么打算。吕修文为了找机会向武忠义报仇，要求继续跟着他们。小四川想弄点钱回家孝养老娘，但吕修文却强逼小四川继续跟随他。卫三湖担心武忠义的安全，想要赶走吕修文，但吕修文却执意要跟着他们。武忠义大人有大量，同意带吕修文到根据地疗伤。
撤离到新根据地的大部队底子薄、缺乏群众基础，至少需要三个月的时间才能站稳脚跟。为了阻止日军趁虚而入对新根据地发起扫荡，旅长高国光和政委吕松落命令武忠义组建一支武工队，其任务是伪装成八路军主力部队，想方设法在日军大后方搞破坏，拖延日军对新根据地的扫荡，为大部队赢得三个月的休养生息时间。
武忠义送吕修文到战地医院疗伤，跟李青韭重逢。李青韭发现武忠义还活着，喜极而泣。吕修文见李青韭对武忠义一往情深，以为武忠义移情别恋做出对不起孙梅的事，很是气愤。武忠义把李青韭看成是普通战友，让吕修文不要误会。
小四川去老乡家蹭吃蹭喝，老乡对他热情招待。小四川触景生情，忍不住想念起远在四川老家眼睛不好的老娘。
武忠义的老部下常宝贵为了加入武工队，病没好就偷偷从医院跑出来参加训练。李青韭到训练场找他回去，他却趁机逃离。李青韭使出一身好武艺前去追赶，最后在训练场的陷坑中将他抓住。李青韭发现武忠义就在附近，故意找借口让武忠义把她拉出陷坑。武忠义知道李青韭的用意，让常宝贵把她拉出来。李青韭深感失落。
小四川趁人不备从武忠义的住处拿走了武工队的活动经费，骑着老乡的小毛驴逃走了。
武忠义逃避李青韭的爱意，没有看她写给他的情书。李青韭在武忠义来医院探望吕修文时，问及此事，武忠义撒谎说看过了，被李青韭识破。
吕修文没在根据地看到孙梅，便向武忠义询问她的下落。武忠义痛心地告诉他，孙梅已在日寇扫荡时为掩护老乡壮烈牺牲了。吕修文听后很受刺激，向武忠义大打出手，企图用砸碎的玻璃药瓶置他于死地。武忠义没有还手，被吕修文划伤。恰好此时卫三湖破门而入，制服了吕修文。
