孔方展示算数神奇 孔圆抓获日本特务
1942年抗日战争如火如荼。孔方，重庆中央大学里数学教授，他年轻有为，学识渊博，堪称数学天才。一大早他从电台里听到一条不起眼的战争捷报，捷报称八路军使用最新武器英勇退敌，虽然最后打败使慈水县沦陷，但歼敌上百人。这个看似平淡的捷报却让擅长计算和分析的孔方发现几个隐藏信息：首先他的家乡慈水县沦陷，但他认定父亲孔粮丰和妹妹孔融定会安然无事，因为他父亲经商多年，生意人的精明能让他妥善处理与日军的关系;其次新武器使用地点必定与研制新武器的兵工厂不远，这暴露慈水县附近可能有八路军的兵工厂;第三他身为八路军的弟弟孔圆极有可能就在这个隐秘的兵工厂里，因为孔圆有一百多天未给他来信，说明他在从事一项秘密工作，而这个工作就可能就与兵工厂有关。孔方未婚妻心理学老师向海音听到孔方的这番分析不禁瞠目结舌，她觉得这些分析悬之又悬。而孔方这时担忧地说，自己的这番分析绝逃不过日本军事专家横尾阔的法眼，横尾阔也绝对想的到这些。
果然如孔方所料，日军高级指挥官、曾在日本给孔方授过课的横尾阔也敏锐地分析到兵工厂的存在和兵工厂的大概位置。一直爱好和精通中国文化的横尾阔很快便将触角伸到了兵工厂附近的慈水县。此时的慈水县一片狼藉，很多人都外逃避难，孔方父亲的粮行也停业。日军还是找到了躲藏起来的孔粮丰和孔融，日军少尉抓住孔融逼着孔粮丰交出粮食。孔粮丰心疼女儿不得不答应筹粮。
日军少尉毫不理会孔粮丰的哀求准备带走孔融，横尾阔带着副官藤山赶到。横尾阔是看到粮行门上匾额上的字寻过来的，他谦逊地对孔粮丰夸赞孔融的书法，然后命令日军少尉释放孔融。孔粮丰对横尾阔的做法十分不解，但横尾阔却有自己与本地人打交道的原则。
孔方一如既往地给学生们上数学课，谁知学生们被早上的新闻激励的热血沸腾，他们都希望上前线报国根本无心坐在教室里学习。孔方停止教学气定神闲地看着教室里乱糟糟的学生们。有大胆的学生站起来告诉孔方，国难当头他们更希望实业救国或上前线，学习数学根本没什么用。孔方却告诉他们，所有的事情都和数学有关，学好数学可以分析出任何想要知道的信息。学生们根本不相信，孔方称自己计算出几点几分有空袭警报，几点几分日军飞机将到达上空。虽然突袭警报很快响起证实了孔方计算，但还是有学生不相信。
有个男生挑衅地让孔方计算自己晚上的约会行动，他把近两月的相关数据写给孔方，孔方利用策算之法最后算出学生晚上要约会一个女孩，而约会女孩最终的目的是床。男学生很尴尬企图掩饰，一个女学生突然勇敢地站起来证实，自己就是男生约会对象，他们晚上约会目的就是床。因为男生要赴前线，他要献身国家而自己想在他走之前献身给他。孔方的计算结果证实，同学们无不叹为观止。这时日军飞机飞过上空，正与孔方计算的时间所差无二。所有学生都震惊了。
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正如孔方计算分析的一样，八路军特务连连长孔圆正带着全连战士做着虎头山兵工厂的安全保卫工作。全连战士一直化装成普通农民在虎头山侦察，他们对这种侦察工作渐生懈怠。这天孔圆在假装打柴时意外遇到两个戴斗笠的农民，他警觉地发现这两人有疑。孔圆迅速召集了侦察连战士抓住了戴斗笠的农民，他们两人一个正在拍照，一个正在描画地形图。原来他们都是负责勘察虎头山地形的日军测绘兵，拍照的日军准备逃走被狙击手陆达击毙。另一个日军坦白名叫石田太郎，是个军画兵，他说还有另外两个测绘兵晚上十点会到达。
孔圆回到兵工厂把情况汇报给领导，兵工厂的谭厂长听闻消息急忙赶来。谭厂长希望孔圆把情况向上级汇报，孔圆却决定暂不上报，等抓到其他两个测绘兵再决定。孔圆带着通讯员闫学武给石田太郎送饭，孔圆对石田太郎的好态度让闫学武甚是不解。孔圆只得和他解释，只有石田太郎吃了饭才能确保他提供的情报无误，不然如果他们被骗石田太郎一定怕报复吃不下饭。闫学武这才懂孔圆的用意，内心不禁佩服得五体投地。晚上日军测绘组接头行动要开始时，政委安排外号大嘴的战士和闫学武一起行动。
梗尾阔攻打兵器工厂 特务连覆没孔圆被抓
根据石田提供的情报，当晚闫学武和大嘴等人埋伏在日军测绘组约好的见面地点。大嘴出面诱敌，前来会面的两名日军测绘兵被击毙，但狡猾的日军在死前朝大嘴开了枪。大嘴英勇牺牲。大嘴的牺牲让孔圆和负责兵工厂的八路军政委心里都十分难过，谭厂长再次向他们建议向上级团部汇报这里的情况，他担心日军会有后续行动。孔圆坚持不汇报，他认为团部现在正和日军在太行山前线作战，就算汇报他们也自顾不暇鞭长莫及。但孔圆也担心日军见派出的测绘小组不归队生疑，他还是命令特务连加强防御工事严阵以待。
果然测绘组没有按时归队让横尾阔意识到测绘组凶多吉少，同时让他断定八路军兵工厂确实在虎头山一带。很快日军派出特别小分队再次前往虎头山侦查，他们在山林里遭遇到巡逻的八路军发生枪战，双方都发生伤亡。孔圆很快得到消息，他迅速安排小分队埋伏好做好战斗准备。不久小分队来到虎头山山顶，他们在山顶居高临下往山下望，果然发现兵工厂，只是兵工厂所有人都埋伏了起来。就在日军诧异兵工厂空无一人时，一个日军发现自己踩上了地雷。小分队才恍然大悟，发现他们中了埋伏。
小分队惊若寒蝉地小心接近兵工厂，孔圆发现日军进入埋伏圈一声令下特务连迅速展开进攻。双方经过激战日军伤亡惨重，小分队几乎全军覆没。孔圆意识到兵工厂暴露，很快将会有大量日军进攻。孔圆当机立断让谭厂长将所有武器藏匿起来，谭厂长告诉孔圆藏武器最低要十二个小时，孔圆表示一定坚持抵抗日军十二小时为谭厂长行动保证时间。很快兵工厂所有人行动起来，谭厂长指挥人将武器藏好，他粗中有细地让人把自己的床铺挡在藏武器的洞口，引线就藏在他的床下，而其他技术人员则搬过来和他住在一起，伪装成宿舍的样子。
横尾阔得知小分队消息后当即下令，一部分日军牵制住八路军独立团，防止他们增援兵工厂，而另一部分日军全力向兵工厂发动强攻，这次强攻他决定亲自带领。很快大量日军蜂拥至虎头山，孔圆带领特务连全力阻击。特务连奋勇抗敌英勇无畏，横尾阔的日军被阻击寸步难行。眼看天色已晚，横尾阔下令向特务连投放毒气弹。孔圆眼睁睁地看着毒气弹从空中落入特务连埋伏的防御工事，大量毒气弥漫包围了特务连。政委和很多战士甚至来不及哼一声就中毒身亡，孔圆由于体格异于常人地强壮只是中毒昏迷，最后被日军俘虏。
特务连几乎全军覆没。闫学武因为在之前的战斗中被日军投射的炮弹炸飞，他幸运地掉落进一个山洞捡回一条命。陆达因为执行狙击任务远离大部队埋伏在山林中而逃过毒气弹。战斗结束后，陆达潜伏在山林目睹了日军将牺牲的特务连战士全部扔进一个大坑，然后焚尸灭迹。陆达疼彻心扉。
横尾阔带领日军最终攻入兵工厂里，谭厂长和所有技术员以及工人们都被抓。横尾阔要他们说出藏匿武器和设备的地方，以谭厂长为首的技术员和工人们不卑不亢，都不愿出卖八路军当叛徒。横尾阔深谙中国文化和了解中国人，他不急不缓地让谭厂长等人好好考虑，只要他们有人愿意说出，那日军就放他们一条生路。谭厂长等人被关押起来，日军卫兵们按时给他们送饭并提醒他们早点坦白。
此时孔圆被五花大绑地关押在另一间囚室，想到牺牲的战友们，孔圆心如刀割。日军里有负责宣传日军战果的战地记者，他给伤痕累累的孔圆拍了照。很快照片和宣扬日军辉煌战果的文章刊登在报纸上，孔方看了报纸开始不动声色地收拾行李，他准备去前线去营救孔圆。向海音猜到到孔方的用意，她固执地要求陪他一同前往。孔方担忧她的安全极力劝阻，向海音却打定主意。孔方别无他法，只得答应向海音的请求。
闫学武从昏迷中醒来，他发现自己身处一个陌生的山洞。山洞里到处是死人遗骨，闫学武几乎吓破胆。陆达从山顶窥视到日军占领兵工厂的情况，他埋伏山顶狙击了日军一个卫兵长。横尾阔被惊动，他下令所有日军取消佩戴兵衔标志，然后命三名日军潜入山林搜寻陆达。陆达在熟悉的山林里如蛟龙在水，他灵活地埋伏山林伏击日军。(剧情百科原创剧情，转载请注明出处!)
