1940年，作为反法西斯战争最重要战场之一的中国战场，进入到中日双方相持阶段。为加快对中国的侵略，日军正秘密策划一场骇人听闻的细菌战，为此日军决定加快细菌武器的研究。只身从南京大屠杀逃生的医生金深水出生于著名的中医世家，目睹妻女惨死的他怀着满腔仇恨誓要为家人报仇，他循着蛛丝马迹来到距离南京百余里的桃花镇，这个可能隐藏着真凶的日军保甲模范区开始了自己的潜伏。桃花镇的日军为了加速细菌武器的研制进程，并使之尽快投入使用，从本土派来一名医学专家日籍华裔细菌专家白大怡。国民党军统革老下达上头命令：当天午夜不惜一切代价暗杀白大怡，从而破坏日军的细菌实验。共产党地下组织也获悉了白大怡来到桃花镇的消息，派出隐藏在存荣医院当护士的地下党成员李灵保护白大怡，并争取其成为中国反日细菌战的重要力量，各方势力都在为白大怡的存留暗中斗争。白大怡听从安排住进了富山宾馆，桃花镇保安区区长日本野夫负责保护白大怡不准他离开房间半步，夜里白大怡为了看电影乔装逃出富山宾馆到了电影放映广场。革老带领手下暗杀白大怡，李灵开枪击毙了军统拔枪之人，枪声引发了现场的混乱，也引来了日军，革老等人眼见刺杀败露，顾不得现场百姓直接冲着白大怡方向开枪。日军赶到现场与军统人员展开枪战，李灵趁机带着白大怡离开现场，军统只剩革老一人且身负重伤，最后革老丢出手榴弹炸死了现场的所有日军，尾随李灵白大怡离开现场，野夫赶到之时只剩下遍地日军和百姓尸首。桃花镇暗巷之中，李灵发觉革老受伤很严重，虽然不是同道中人还是决定要救他，白大怡认为对方是要杀了自己的敌人，于是不让李灵救他，李灵警告白大怡，如果不是上级指令，自己也想杀了他。革老身上的血腥味使得他们无法逃脱日军追捕，路过桃花镇的妓馆樱涛阁后门之时，金深水出现将他们藏进樱涛阁内。日军闯进樱涛阁搜索之时白大怡从房间内出来，告知野夫要杀自己的人已经翻墙逃走了，是金深水救了自己。