1941年,百團大戰結束后日軍展開大規模掃蕩,中華民族面臨生死存亡之際,八路軍啟動"天狼星計劃"。獨立團團長李銀龍(李誠儒飾)受命領導這支特殊隊伍,國民黨行動隊隊長廖武(劉恩佑飾)、獨立團女戰士陳秋雪(周知飾)與王春梅(朱子巖飾)、江湖女俠烏青青(楊婧琳飾)、青龍幫女幫主李紅菱(冀貞貞飾)及物理學高材生程青紅(馬妍婷飾)等各路英豪匯聚,在反掃蕩戰役中與日軍天津司令部將軍德川幸之助(孫亦沐飾)展開殊死較量。這支多黨派民間力量組成的抗日聯軍,既要突破日寇封鎖線獲取關鍵情報,又要破解敵方研制新型生化武器的"櫻花計劃"。歷經艱險后成功摧毀日軍實驗室并截獲核心配方,陳秋雪與廖武在最終決戰中聯手擊斃德川幸之助,但包括程青紅在內的多位戰友英勇犧牲。任務完成后,這支臨時抗日武裝完成歷史使命,成員各自回歸原有戰斗序列繼續投身民族解放事業。