1937年12月，侵华日军继攻上海之后，在华中司令官松井石根大将的指挥下发动九个师团和一个飞行团的兵力，三面围攻民国首都南京，中国守军虽奋勇抵抗，但终因实力悬殊，在日军的进攻下节节败退，12月12日南京保卫战进入最惨烈的阶段，外围防线已经全部被日军突破，南京岌岌可危。国民党南京省党部宪兵五团少校、中共地下党员代号“独狼”，在一次锄奸行动中，为解救战友“八音盒”遭省党部宪兵队怀疑被关押，独狼与组织上失去联系。
一队日军扮作国军骗开南京中华门，守城国军发现上当后双方展开厮杀，独狼在监狱中听到外面的枪炮声，监狱围墙被炸出一个窟窿。狡猾的日军向城楼上奔去，浅野正二攻占中华门，日军指挥部收到信号后派主力攻向南京。独狼无处可去，他无法坐视不管，他捡到一支步枪，并冒充一名教导总队中校营长林杰森的身份。
浅野正二得知独狼的存在，他率人赶过去，独狼开枪后浅野正二判断出对方只有一个人，浅野正二命部队后撤，他要亲自上场。独狼和浅野正二正面交手，两人数回合不分高下，战斗结束时他们对彼此留下了极深的印象。
国军连长易楠带领一队士兵路过阵地时发现两个日军，易楠不想开枪吸引他们，他命全体装死，但那两名日军还是发现他们，独狼及时出手击毙两名日军，易楠对他的相救表示感谢。独狼一人背着枪离开，易楠追赶上去说明他们的处境，独狼猜出附近有日军可能会增援，他还掏出在路上收集的子弹送给他们，刚发每人一发。
独狼对他们做出安排，易楠只能听从。天很快黑了下来，易楠等人在阵地了装死，有人坚持不下去想撤退，易楠带他们逃走，独狼将那些日军引至埋伏圈时发现他们不见了，他只得独自面对敌人。南京保守战失利后大批守军撤退向滁县池河镇，整个中国守军没有意识到石河桥是他们北撤的必经之路，只有独狼发现，军人的特性让他无法坐视不管。易楠想带领手下投奔七十四师，独狼在池河遇上他们。
独狼想带他们去守池河桥，在街上发现日本奸细后他们追赶上去，被追的女人做梦时说日本话，日本奸细开枪后被击毙，独狼以准确的判断发现日本的便衣队，他率人赶往池河桥。独狼发现池河桥头的日军奸细后果断击毙，被点燃在炸药也被独狼阻止爆炸，独狼清楚日军企图。
独狼清楚长官部没有意识到池河桥的重要作用，易楠向他提出质疑，独狼用了林杰森的名字，易楠同意守桥，还买到了较好的装备。日军派出浅野正二去炸毁石河桥，浅野正二提出只带十个人前往。独狼分配池河桥的阵地布防，全部的地雷都埋在桥头的两岸上，独狼和易楠各带五人防守，浅野正二通过望远镜看到独狼的身影。
浅野正二扮成老百姓来路上打探情况，有人质疑守桥是否是上峰的命令。整个池河镇乱成一团，独狼想先守住桥再说，浅野正二带人在晚上出现在桥头，这引起了独狼的注意，浅野正二清楚真正的攻击方向，独狼知道对方的目的是引他们出阵地。
日军扮成送粮队伍来到易楠一侧，易楠等对方靠近时开动机关枪，偷袭的日军只好撤退，易楠追赶过去时独狼无法阻止，池河桥被炸，独狼也被日军的火把引开，他清楚对方已经撤退。日军派出几路日军步兵赶往池河镇，独狼质问易楠为何擅自出击，易楠等人审问被俘的日军。
被俘的日军交待了炸桥的经历，独狼派人押俘虏去石河桥，河岸上的地雷并没有被触发，独狼分析之后易楠相信了，圆桶被捡回来后他们看到里面全是炸药，易楠生气之下击毙日军俘虏，他愿意听从发落。独狼没有杀易楠，他让他们跟自己一起去日占区，要全换上日军的装备。
独狼见到被抓的郑德成，郑德成手腕上的伤口是被日本人刺伤的，他老家被日本人强占七年，日话说的很好都是被逼的，独狼需要一个日本翻译，他请郑德成帮忙，郑德成答应下来。浅野正二认为师团长的部署太过保守，他想命联队马上进攻池河镇时被拒绝。易楠弄来整套的日军装备，独狼想进入日占区拖延日军进攻时间，他不想让易楠参加，易楠同意了，战士们心里都不踏实。
独狼给第五战区军情处发去电文，他说明潜入日占区的原因，军情处处长不太相信，他担心那一切都是假的。易楠鼓舞士气，独狼率队伍出发，他们发现郑德成是名女的，她的真名是郑海荟。第五战区情报处收到池河镇的奇怪情况，处长马上向参谋部建议。独狼命部队快速行进，发现日军后他们悄悄绕开。
日军准备在午夜向石河镇发起总攻，独狼带队在路上遇上日军，他们并没惊慌，幸好独狼行动迅速才避免暴露，独狼命人继续保持队列行进。日军少佐的尸首被巡逻士兵发现，浅野正二带人赶过去查看情况，从伤口看可能是中国军人的手法。
浅野正二询问过士兵之后向东追赶过去，全德才身上的红布险些让他们暴露，独狼向他询问原因，那是他妈在他当兵时给他的，独狼听完后答应替他先收着。独狼发现有敌人追击时命人向林子里躲藏，浅野正二发现林子后故意让人向那边喊话，独狼知道对方在诈他们。
浅野正二派四个人进去侦察，独狼让人不要开枪，那儿林子比较浓密，日军以时难以发现他们，独狼还命所有的人退下子弹，开枪必会暴露，他们只好服从命令，日军侦察兵无功而返。乌衣镇的枪声引起了独狼的警觉，他命人失掩体藏起来，但还是有战友牺牲在乱枪扫射之中。浅野正二率兵赶往乌衣镇，独狼手下有三名队员牺牲，有人想放弃，甚至跪下来求他，独狼准备先带他们进大山。浅野正二赶往乌衣镇时发现判断错误，他率人匆忙赶向那片密林。