1940年,中国成为了中日两国持续相持的主要战场,这也是反法西斯战争中最重要的一场战役。为了加快向中国发动进攻,日本军方密谋了一场骇人听闻的细菌战,他们决定加快细菌武器的研究。曾经在南京大屠杀中逃生的医生金深水,不幸流落到了日军在桃花镇设立的“保甲模范区”。在这里,金深水意外地救了一位生化专家白大怡,却由此卷入了一系列错综复杂的事件。桃花镇平静的表面逐渐被撕开,他们发现日军正进行着残忍的细菌人体实验,以及可怕的人脑控制药物试验。在党组织的帮助下,金深水巧妙地在狡猾如狐的敌人中游刃有余,多次冒着生命危险。最终,在同样怀有国仇家恨的女医生林婴婴的帮助下,金深水与新四军、游击队一起,成功消灭了桃花镇的日军,并揭露了日军利用人体进行细菌实验的罪行。此时,金深水不仅成长为一个具有爱国精神的青年,更成为了一名优秀的共产党员。