1931年9月18日，日本关东军对中国发动侵略战争。蒋介石领导的国民党东北军的不抵抗导致节节败退。中共通过驻莫斯科代表团从境外派来先锋特遣队，指导满洲武装斗争。队长高健以医疗救护队副队长的身份进入牡丹江，和东北义勇军21旅张旅长会合一致抗日。高健在敌人必经之地放火攻敌,伏击天野旅，天野少将被俘。中国共产党领导满洲军民打响抗战第一枪。天野旅的重创使日本出台一个彼岸花计划，意图侦察中共远东国际交通站地下交通线。

高健利用牡丹江大同医院掩护，建立秘密国际交通联络站，先锋特遣队队员丁元复成为医院院长。老邮差成为单线联络人。日本军方掌握了先遣队的情报，医疗队遭到怀疑，富间和丹妮娅被派进医疗队监视队员的行动。高健和苏共党员情报人员丹妮娅取得联系。丹妮娅和日本陆军特务机关长饭村让见面，扮演双面间谍。

项波投靠日方成为其彼岸花成员。饭村让派项波及刘文清和苏晋前往绥芬河刺探情报。高健利用富间一夫向白掌柜送出情报。伊田旅团长抓海浪屯的百姓起和抗日同盟军谈判交换战俘。富间一夫不忍故意走漏了风声。医疗队救治的当地渔民把情报送给张旅长。牡丹江朱家渡口阻击日军异常激烈。高健得知同盟军弹药不足，密会同盟军王司令、张旅长积极募捐宣传抗日。战士们化妆成渔民暗设炸药，阻断了日军过江。

高健和郝大双与伊田迂回中和田掌柜取得联系，初步织成吉东交通联络网，东北抗日联军宣告成立。在穆棱密林伏击叛军，高健和丹妮娅取得联系，丹妮娅借机向高健表明心迹。高健和裕长道人见面，恢复道观的联络站工作。高健越境面见苏军远东情报局维塔里将军，把地下交通联络图交到他手上，维塔里将军同意支援。日军对高健怀疑日深，高健机智应对。丹妮娅确认了项波彼岸花成员的身份，并获得了高健的爱情。高健车站遇险，丹妮娅及时解围。并掩护高健把重要文件传达给各地党组织。饭村让开始不信任丹妮娅。

抗日联军不断壮大，日本特务抓狂不已。老邮差得到三部电台，在宋达华、肖长山的帮助下，带电台顺利入境。岚影森派苏晋前往牡丹江找苏皖查出医疗队的底细。饭村让通过特务查克拉知道电台入境并加紧查找。苏皖国民党员身份暴露，不和汉奸兄长合作。哈尔滨、牡丹江、绥芬河和境外苏军建立了一张看不见的电网和战线。

饭村让说服苏皖嫁给高健，企图破坏高和丹妮娅的关系，并试图在婚礼上制造谋杀，找出先遣队谜底。日本共产党员桥本及时告知丹妮娅。高健和丹妮娅劝说苏皖答应假结婚。在照相馆拍照时把指令传给了白掌柜，敌人对截获的密电大惑不解。婚礼上，丹妮娅看着一对新人流下热泪。高健经过一夜长谈做通苏皖的工作。

饭村让给岚影森密信中让项波给医疗队中的格鲁乌提供假情报，瓦洛加、娜佳不知是计已来到了绥芬河。高健和郝大双赶在苏晋和刘文清之前，破坏了岚影森的计划，保护了瓦洛加、娜佳。刘文清证实自己的身份，和苏皖一起为高健传递情报。项波让刘文清在指证娜佳是格鲁乌成员，刘文清拒绝。苏晋找到了记录丁院长的真实姓名和照片的档案，欲指证他的身份，苏皖劝说无效。丁院长为大局着想，保全高健牺牲自己，承认自己的真实身份。

高健探监丁院长。饭村让、苏晋等监听他们的对白，丁借机洗清高的身份，却拒绝高健的营救计划。丁元复酷刑下坚贞不屈，用手铐勒死三尾，自己身受重伤。最终高健成功营救，化险为夷。

项波和苏晋立功心切要抓两个格鲁乌，没想到却扑空了。富间用挖好的陷阱处死项波拿到了照片。项波神秘失踪，高健决定用被寄到丹妮娅手中的照片做文章。瓦洛加、娜佳被老邮差等人安全送回苏联。

关帝庙的信号被侦测到，二疯子冯德义被捕。岚影森用牛粪试验他是否真疯，二疯子吃下牛粪。苏晋试图探出裕一道长的口风却一无所获，裕一道长被扣留。高健设计救出裕一道长。丹妮娅拿出“换头术”处理过的照片，把格鲁乌的嫌疑引向项波。

高健和苏皖拿到日军图纸被日方发现两人被抓捕审查。丹妮娅积极设法营救二人。苏晋也积极营救妹妹，他们把嫌疑定到了项波身上。桥本佯装买药送出情报。富间承认自己反战同盟成员的身份，他和丹妮娅决定必要时暗杀救人。苏皖受到酷刑，敌人依然一无所获。高健、苏皖最终被释放。

境外的苏军情报机构收到老邮差送到的情报，开始排查格鲁乌内奸。苏晋发觉了关帝庙的秘密，裕一道长暴露，决战关头，刘文清牺牲，苏皖亲手击毙了苏晋。受重伤的高健得到了苏方接应，奉命和苏皖一起返回莫斯科接受新的任务。丹妮娅潜伏成功和桥本、富间一起留在绥芬河工作。