鬼子落下的装备全被八路军缴获，八路军继续埋伏在山道边。田守义和杨严在山道上留下的摩托车周围铺设陷阱。杨严偷偷使诈，拆卸掉地雷的引线。
随着石桥铺的守军溃败，许雪山彻底攻下炮楼，撤退与付子龙会合，交流内奸的情况。付子龙觉得时机尚未成熟，命令大龙检查铺设的陷阱。大龙检查时发现了被拆卸引线的地雷，知道铺设地雷的人中有奸细。但这时，日伪军已经来了。
日伪军看到路中的摩托车，香川指使伪军小五子上前检查，小五子畏畏缩缩，却没有发现异常。可是当香川命令两个日本兵去发动摩托时，地雷被引爆。埋伏的八路军随着付子龙的命令一拥而上。日伪军被伏击，香川立即后撤，把陈可立的部队挡在前面当肉盾。田守义狙击陈可立，被他躲过，小五子吓得趴倒在地。
杨严向陈可立接头交代未送出的情报，陈可立要带他回去，被杨严拒绝。陈可立看到田守义正在接近，杨严为避免暴露让陈可立将他打晕然后逃跑。
日伪军的增援被攻破，他们落荒而逃。付子龙不再追击，转而命令战士们伪装成日军打回柳家庄。被困的鬼子听闻枪炮声以为有增员，士气大增，又看到一队“日军”过来欣喜若狂。不料这些“同胞”一靠近就开枪将他们悉数杀死，柳家庄根据地的日军被全歼。
战斗胜利，大龙及时报告地雷被动手脚的事情，付子龙基本断定杨严即为内奸。他找到田守义，告诉了他杨严的事情。但付子龙继而嘱咐田守义不要轻举妄动，准备利用杨严反攻加藤信。
日军基地内，村民都知道了刘燕飞是八路军。教导员安抚村民要团结一致找机会自救。日军带着翻译官来拉人，拉走了几个壮汉“打疫苗”。刘燕飞想要挺身而出，被王奶奶拦住——其他村民要靠她获救。被带进一间隔离房的几位王家庄壮汉被强行注射了“疫苗”，瘫倒在地。
刘燕飞和村民们又是绞铁栏又是凿墙壁，都没能打破牢笼逃走。趁着日军换班，刘燕飞利用绳索试探了地上的排水口，发现那里有路可逃。
入口太小，估摸着只能让小孩子进入。与村民商量之下，刘燕飞决定掩护狗剩从下水道逃走把情报送往八路军处，请他们来救人。她把记录情报的布片交给狗剩，计划在鬼子下一次来抓人时制造混乱，掩护狗剩出去。
日军再次来抓人，却没有预料中的抓女性，而是抓老人小孩。刘燕飞吃惊，情急之下用日语大喊制造混乱，村民纷纷配合与日军冲突。日军鸣枪示警，刘燕飞挺身而出与日军交涉。狗剩趁乱钻进了下水道逃走，一路奔向柳家庄。
因为会说日语，刘燕飞得以见到加藤信。加藤信对刘燕飞这个意外收获很是高兴，表态刘燕飞将是对抗付子龙的王牌。刘燕飞听闻脸色大变，但很快镇定下来。她与加藤信博弈，以八路军的抗日救亡精神和日本帝国的外强中干试图激怒他，香川几次传来八路军战胜鬼子的消息也让刘燕飞欣慰。
加藤信则向刘燕飞展示可怕的731生化部队和四名专家，以震慑刘燕飞，从他们身上，刘燕飞只感受到杀戮和贪婪的欲望。
加藤信还以村民性命相要挟，迫使她配合自己引诱付子龙。刘燕飞拒不从命，期间瞄准时机抢夺加藤的佩刀，却没能威胁到他，转而以自杀相逼，又被其握有村民而放弃。几次斗争无果，刘燕飞不忍无辜百姓遇害，想要敷衍加藤信，不料加藤信阴狠地开刀折磨一位妇女，让刘燕飞震怒。
虽然一直忙于柳家庄的战斗，但付子龙时刻都在挂念刘燕飞，他嘱咐许雪山和田守义驻守柳家庄，迫不及待带兵出发寻找心爱之人。他们急行军在路上，偶遇气喘吁吁的狗剩。付子龙收到狗剩送来的情报，立马安排铁彪护送孩子回去，顺便增派援军，自己率领大龙等人继续急行军赶往目的地。
收复柳家庄根据地，付子龙安排田守义继续盯梢杨严，修缮破损的民居。田守义也帮着许雪山打理村庄。他来到小凤家，帮她一起修缮，顺便讨要巴豆别有用处。小凤拿他开玩笑，两人关系不再如初见时那样矛盾。
到达羊头谷，付子龙从刘燕飞的布条以及现场观察中了解到这个基地的防御和内容，组织敢死队准备突袭，跟随他的战士们义无反顾。他们假装麻风病人在基地外面“闹腾”，尽可能接近敌人，吸引哨兵的注意。大龙趁此带队在山林中燃火。随着烟火被引进基地内扰乱了守军，付子龙当机立断下令进攻，用手榴弹干掉了重机枪手，迅疾地冲向鬼子与其肉搏。
听闻枪炮声传来，香川报告付子龙正在袭击基地，加藤脸色突变，刘燕飞眼睛一亮。付子龙以一敌二，夺取轻机枪扫射，带人突破基地内。后续的八路军增援也感到，基地守军被击溃。加藤信见状立即转移，临走前泯灭人性地杀害剩余村民。怒不可遏的刘燕飞抢来步枪杀敌，却被日本守卫刺伤。她挣扎着想要击杀加藤，却力不从心倒在鬼子的刺刀下。抱着机枪杀进来的付子龙晚了一步，加藤信匆忙逃脱，刘燕飞已经倒在血泊中壮烈牺牲。
角落里，还有一个没有逃跑的鬼子瞄准了付子龙，被大龙发现击毙。付子龙怀抱刘燕飞的遗体强忍悲痛，复仇怒火充盈于心。
香川建议加藤撤离，加藤确保生化专家的安全后，不愿放弃机会，决定追杀付子龙。
付子龙等人带着刘燕飞遗体撤离，被香川的小队阻击。加藤现身，与付子龙对射。付子龙见到加藤信，红了眼冲锋而上!加藤见八路军敢死冲锋，准备决一死战。被香川以要务在身为由劝离撤退。
八路军剿灭基地内的鬼子，结束战斗。
战斗结束后，付子龙对着刘燕飞遗体悲痛万分，泪流满面。他下令火烧基地，八路军在冲天火光中为刘燕飞送行。加藤信回望燃烧的基地，恨意满满。
回到根据地，悲愤的许雪山拿付子龙出气。失意的付子龙任凭许雪山的殴打，仿佛可以以此挽回刘燕飞的生命。
柳家庄为刘燕飞办了简单而庄严的葬礼。
