1940年，作為反法西斯戰(zhàn)爭最重要戰(zhàn)場之一的中國戰(zhàn)場，進(jìn)入到中日雙方相持階段。為加快對中國的侵略，日軍正秘密策劃一場駭人聽聞的細(xì)菌戰(zhàn)，為此日軍決定加快細(xì)菌武器的研究。只身從南京大屠殺逃生的醫(yī)生金深水(徐佳 飾)，流落到日軍設(shè)立的“保甲模范區(qū)”桃花鎮(zhèn)。金深水無意中救了生化專家白大怡，不料卻是一系列波譎云詭事件的開端。桃花鎮(zhèn)歌舞升平的面紗被逐漸掀開，慘無人道的細(xì)菌人體實(shí)驗(yàn)、恐怖致命的人腦控制藥物實(shí)驗(yàn)等一一浮出水面。在黨組織的指導(dǎo)下，金深水巧妙地周旋于狡猾如狐的敵人中，幾度出生入死。最終，在對日軍同樣有著國仇家恨的女醫(yī)生林嬰嬰(斕曦 飾)以生命為代價(jià)的掩護(hù)下，金深水聯(lián)合新四軍、游擊隊(duì)，徹底消滅了桃花鎮(zhèn)的日軍，同時(shí)揭露了日軍利用人體進(jìn)行細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的種種罪行。金深水更從一個(gè)普通愛國青年成長為一個(gè)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員。