1940年，作为反法西斯战争最重要战场之一的中国战场，进入到中日双方相持阶段。为加快对中国的侵略，日军正秘密策划一场骇人听闻的细菌战，为此日军决定加快细菌武器的研究。只身从南京大屠杀逃生的医生金深水，流落到日军设立的“保甲模范区”桃花镇。金深水无意中救了生化专家白大怡，不料却是一系列波谲云诡事件的开端。桃花镇歌舞升平的面纱被逐渐掀开，惨无人道的细菌人体实验、恐怖致命的人脑控制药物实验等一一浮出水面。在党组织的指导下，金深水巧妙地周旋于狡猾如狐的敌人中，几度出生入死。最终，在对日军同样有着国仇家恨的女医生林婴婴以生命为代价的掩护下，金深水联合新四军、游击队，彻底消灭了桃花镇的日军，同时揭露了日军利用人体进行细菌实验的种种罪行。金深水更从一个普通爱国青年成长为一个优秀共产党员。
1940年，作为反法西斯战争最重要战场之一的中国战场，进入到中日双方相持阶段。为加快对中国的侵略，日军正秘密策划一场骇人听闻的细菌战，为此日军决定加快细菌武器的研究。只身从南京大屠杀逃生的医生金深水出
在李灵的帮助下金深水顺利拿到青霉素，救了革老之后打探白大怡之事，革老直言不讳，告知白大怡不单单是存荣医院的医生，他做的事情都很神秘，对此金深水心里也很怀疑。存荣医院的刘医生悄悄将李灵叫到办公室问起自己
白大怡请金深水到富山宾馆相见，非常直白的问金深水是国民党还是共产党，金深水否认称自己无党无派。金深水的出现有太多巧合，而白大怡正是日本人阴谋的关键人物，日本人担心金深水是有谋划的接近白大怡想要探知日本
日本特使到达桃花镇，藤村野夫列队欢迎，车队到达新秩序幼儿园视察，静子请特使观看幼儿园之前排练的节目。老李拿着伪造证件来到幼儿园，负责守卫的李士武没见过他而对其产生怀疑，盘问之时金深水出现并与李士武一番
夜晚李士武在搜街的时候突然身体不适便找金深水看病，原来只是肝火过旺急火攻心，李士武跟金深水吐糟日本人逼迫追查凶手之事压力颇大，顺口提起上次在街上遇到的一个泼皮光棍秦老六，正是在南京大屠杀中帮鬼子杀过人
婴婴跟李灵说自己快崩溃了，李灵猜想不可能是因为卢院长的骚扰，婴婴孤身一人来到这里应该不是为了行医，而是为了复仇。婴婴说今天是自己全家的忌日，六年前的今天因为日本人打进上海，全家连夜逃亡，然而被野夫所带