1941年，旅欧的中国数学家蓝之冰、曾洁茹夫妇成功破译了日军密电码，并携其独子蓝天回国投奔苏北新四军，准备报效祖国，参加抗战。不料在必经之路江城，遭到日军劫杀。护送蓝家三口的小分队战士全部牺牲，蓝之冰曾洁茹夫妇被捕，蓝天被新四军指挥部派来接站的徐林、大头救下。宪兵队长高桥下令封城，疯狂搜捕身上带着密码本的蓝天。

蓝氏夫妇拒绝与日军合作，被高桥押上城楼，用以诱捕蓝天。为了不让蓝天陷入日军的阴谋，蓝之冰、曾洁茹夫妇自杀殉国。蓝天遭到更加紧密的围捕，徐林和大头全部牺牲。身受重伤的蓝天却突然失踪了！新四军指挥部忧心如焚，但江城我党的地下组织被日本宪兵队破坏，难以担负起营救蓝天的任务。蓝天到底在哪里？

原来此时的蓝天被人藏在了江城最大的旅馆—“悦来客栈”的后院。藏他的不是别人，正是高桥最信任的人之一：江城保安大队队长尹三。

尹三原来就是我党秘密发展的地下党员，但在一年前，发展他入党的江城地下党负责人老宋突然牺牲，甚至还来不及向组织汇报尹三的情况。尹三虽与组织失联，但他忠于自己的信仰，盼望着有朝一日能够重投党的怀抱，却一直苦于没有线索。这次从高桥的反应中，尹三判断出蓝天对我党的重要性，他私下安排提前找到了蓝天，并将他藏在悦来客栈的后院。尹三决心一定要把蓝天送出城，与狡猾凶残的高桥展开周旋。

为救出蓝天，去往根据地，新四军指挥部派侦察连长周伟焜巧妙进入江城，结果，周伟焜的身份被高桥识破，壮烈牺牲。尹三眼睁睁地看着周伟焜牺牲，却无能为力。他知道营救蓝天出城将是个不可能的任务，但尹三仍然决定冒险一搏。

高桥获悉：破译日军密码的并非蓝之冰曾洁茹夫妇，而是十七岁的数学天才蓝天。他立即下令抓捕全城的孩子，限时逼窝藏者交出蓝天，否则，要大开杀戒。尹三在热血兄弟云彪、小小等人的帮助下，与高桥斗智斗狠，出其不意地抓走了高桥之子、凶残暴虐的勇夫，并向高桥发出挑战书，宣称要在江城四门落锁、严防死守的情势下，把蓝天送出城。自负的高桥被这位“狂妄”的神秘对手激怒，放了全城孩子，当场应战。

危机暂时化解，但云彪的被捕，立刻将尹三推到极端危险的环境里。他既要防着野心勃勃、一直想要取代他的队副余得水的暗算，又要在高桥面前表现地若无其事，还要应对侦缉队长毛鹏的牵制和威胁。每走一步都如履薄冰。

因为蓝天藏在悦来客栈的后院里，出于蓝天安全的考虑，出于对旅馆老板娘金香玉的保护，尹三制造了一个假象，对外宣称：金香玉是他尹三的女人。这样一来，不但震慑住了觊觎金香玉的余得水，也给自己频繁出入江城旅馆找了个名正言顺的理由。即便如此，危险还是接踵而至，旅馆受到高桥多次突袭和搜查。尹三在一身侠气的金香玉、大厨荣嫂、伙计哑巴，以及京剧名旦杨菊芳等戏班人的联手帮助下，上演了对蓝天的接力保护，化险为夷。在行动、失败，再行动、再失败，一次次面对危机、化解危机的过程中，尹三也和金香玉从相斥、相疑、相知、相爱，到风雨同舟、联手制敌、舍身相救、心心相印，演绎出肝胆相照的爱情绝唱。

蓝天用自己组装的电台截获、破译了日军的加密电文，得知日军正在集结，九月一日将要围剿新四军苏北指挥部、扫荡根据地。尹三等人意识到蓝天这位数学天才，可在抗战中，“一人能抵百万军”。

尹三让蓝天试着通过电台与新四军指挥部取得了联系。在传电中，蓝天告诉了指挥部自己以及尹三的身份，还有日军即将扫荡的情报。新四军指挥部得知了蓝天的下落，非常高兴，指挥部首长在密电中对尹三以同志相称，对他给予充分的信任，让他倍感温暖，看到了希望。同时，指挥部指示尹三：部队会全力配合他，八月三十一日前，必须将蓝天救出江城、送到根据地，随部队一起转移。此时，留给尹三的时间只有十天了，而所有出路都被高桥堵死。

   山重水复疑无路，柳暗花明又一村，尹三意外得知江城有一条近百年的地道直通城外码头。他巧设连环计，炸掉日军军火库，终于找到地道出入口，可江城百年不遇的一场大雨，致使地道坍塌，拦住去路。重重危机中，尹三铤而走险，和高桥斗法，争分夺秒抢时间，终于打通地道，可地道又被高桥发现，尹三被逼入绝境。

为完成任务，尹三决定舍生取义，掩护自己同志带蓝天离开江城、赶往根据地。他给组织写下一封饱含深情的长信，袒露了多年来虽与组织失联，却坚定不移地忠于信仰的心路历程，希望在他牺牲后，他的灵魂能够重投组织怀抱。

尹三声东击西，将高桥诱至地道入口处，牵制了鬼子的重兵，和高桥最后摊牌，与敌人同归于尽。同时，新四军派来接应的小分队控制了自封城以来一直甩站而过的火车，护送蓝天、尹母、金香玉等人离开江城，绕道去了根据地，完成了尹三生前制定的让蓝天“坐火车来、坐火车走”的行动计划。

根据尹三生前的表现和请求，组织研究决定：追认尹三为中国共产党党员，革命烈士。十个月后，金香玉在根据地为尹三生下一子，英雄自有后来人。