抗战结束，中共派人到东北创办航校组建空军。戴笠知悉情况后，派出特工“13号”，实施“死鹰”行动，企图剿杀中共空军雏鹰。一场国共之间的明争暗斗就此拉开帷幕。

刘雨林奉命前往东北组建航校，在途中遭遇杀手伏击，激战中敌人射杀落入刘雨林手中的伙伴后逃离。未等众人抵达，土匪“混天豹”夜袭航校，被刘坤等人全歼。方子明提前到达航校，告知刘坤敌人的“死鹰计划”。刘坤依此让闫铁清查潜伏内部的敌特，确保航校内部安全。刘雨林生性不羁、屡次触犯纪律。战地记者梁敏见刘雨林为检讨犯难，主动提出帮他编写，刘雨林如见救星……

肖山接到命令，前往第五航空大队执行“死鹰计划”。在北平南苑机场，肖山邂逅风情万种的胡雅莉，两人一见钟情。学员们终于会师，却遭敌机火力侦察，航校内一片火海。在刘雨林的指挥下，众人击退敌机……肖山走私黄金军火之际遭人告发，驾机逃亡，投诚了东北航校。因一个飞行专业问题，令刘雨林与肖山这对杀父仇人不期而遇！这时，胡丽雅突然出现在肖山面前，让他怀疑一切都是预谋……

肖山被任命为训练处副主任。选飞过程中，肖山将刘雨林淘汰，此举引起群愤。在刘坤的劝说下，肖山进行了反思，刘雨林重新入选。但这对宿敌仍针锋相对、暗中较量起来。一次二人发生激烈争吵，随后肖山遭遇枪击，刘雨林成为嫌犯。梁敏找到宋江、阎铁理论，要求释放刘雨林未果……

在李波影响下，肖山对身处的环境产生极大担忧，收拾行李打算逃走。胡雅莉原来是我党打入敌人内部的地下党，真名叫沈萍。她的出现稳住了肖山。沈萍还带来了13号的消息……食堂发生毒鱼事件，沈萍和肖山成为嫌疑人。戴笠与文疆通话，表示毒鱼事件是13号送给飞行大队的礼物，并下令要飞鹰取消对肖山的诛杀令。李波就是飞鹰，不满13号发号施令，开始调查13号是谁……

阎铁让刘雨林假意承认枪击肖山，以使真凶现形。在刘雨林的批斗大会上，沈萍认出自幼相识的刘雨林，她知道他不是刺杀肖山的凶手，威胁肖山说出真相……沈萍交给梁敏一份可以给刘雨林洗脱嫌疑的材料，并教给她帮助刘雨林脱罪的方法。刘雨林终于无罪释放。上级催促投毒案进展，宋江提出对沈萍的怀疑……

航校组织到各地接收飞机，刘雨林和肖山被划到一组。同时刘雨林接到任务：找出潜伏着执行“死鹰计划”的军统13号王牌特工。当晚，航校遭文四爷偷袭。幸好刘雨林一行发现土匪密谋,返回航校支援。刘雨林看到沈萍吃了过期牛肉干，比肖山还紧张……小组到达哈尔滨，方子明遭刺客突袭。方子明告诉肖山、刘雨林，内奸就在小队当中，肖山随即告发李波的疑点。方子明让肖山监视李波。

大台乡曾是日军731部队所在地，上级怀疑那里的地下隐藏着飞机，刘雨林率队前去。发现飞机的同时，洞穴内发生爆炸，肖山成为点燃洞内导火索的嫌疑人，但刘雨林觉得事情没那么简单。内线情报证实了肖山的清白，敌特李波现形。运送飞机途中，沈萍和马二拉子遇险，沈萍开枪射杀了敌特，马二拉子心头一震……特务伪装成村民试图炸毁飞机，由于刘雨林等人早已警觉没有成功，但除掉了李波。可惜的是，李波临终没有交代13号到底是谁。

回到航校后，肖山给航校的第一批飞行员上课，由于文化水品低，众人听不懂肖山所讲的内容，肖山有些心灰意冷。梁敏向刘雨林表示自己的好感，刘雨林却说自己已经心有所属……试飞开始失败，肖山等人认为这又是一起十三号从事的破坏活动。阎铁追击特务中不幸中伏，壮烈牺牲。刘雨林接任阎铁的职务，出任保卫处长。

沈萍向刘雨林哭诉马二拉子对她不轨。刘雨林仔细的翻看沈萍的档案材料，试图从中找出些什么……沈萍发现石汝明与肖山联系，于是质问肖山是否想重回国民党。肖山表示自己与石汝明虚与委蛇是为查出谁是十三号。沈萍与梁敏闲聊中，希望要是自己不在了，他们两个能照顾肖山，梁敏惊愕。机场油库被炸毁，刘雨林最终把怀疑目光转向了沈萍……

酒精燃料试飞的最后关头，刘雨林承担了危险的试飞任务。不忍加害刘雨林，沈萍承认了自己的真实身份就是十三号。刘雨林赶到沈萍驻地时，沈萍已经自尽身亡。试飞测试开始，刘雨林驾机遨游长空，圆满的完成了试飞任务……