20世纪30年代，狼子野心的日本其实力逐渐渗透到内地，暗中进行着他们不可告人的计划。日本驻哈尔滨生化武器研究小组在黑龙会的监督授意下秘密进行生化武器的研究，但其中一名感染鼠疫的研究员私下逃跑。他在被黑龙会追杀过程中被驻哈守备旅的军医冷风（王雷 饰）救下，但此人最终被特务杀害。鼠疫事件宛如一枚炸弹，令各方势力大受触动，甚至连境外的苏联也派出特工潜入哈尔滨。局势愈加紧张，日本人丧心病狂试图湮灭一切证据，而身处漩涡中央的冷风无疑成为他们最为切齿的对象。

正值抗日战争最艰苦的时期，普通农民吴应德（何政军 饰）从日寇的活人实验中侥幸逃生，并由此加入八路军。在一次行动中，吴用自制的怪枪射杀敌军头目，其造枪才能和果敢胆识得到八路军修械所厂长任如坚（张光北 饰）的认可，遂将吴招至麾下。在厂里，他结识了队长罗克绳（李成儒 饰）、神枪手柳宝（范雷 饰）、兵工专家杨墨（羿坤 饰）、游击队长姚芳（陈丽娜 饰）、女医生江燕（李依玲 饰）等各有所长的同志。大家齐心协力，共同投入优良兵器的研发和改进。而与此同时，以谷野正雄（马卫军 饰）为首的日寇殚精竭虑寻找修械所所在，急于将八路军的蓬勃力量扼杀在萌芽中。吴应德和伙伴们虽然没有冲锋陷阵在战场最前沿，却依然经历了生死的

1948年，国共两党的搏杀已经到了最为关键的时刻。国统区政经体制混乱失控，物价飞涨，贪官横行，国民政府的统治早就危如累卵，大厦将倾。与此同时，另一头国民党空军笕桥航校上校教官方孟敖（刘烨 饰）正因违抗军令接受审判。方出身于富庶世家，他是中央银行北平分行经理方步亭（王庆祥 饰）的公子，而另一个身份则是我党潜伏在国军中的地下党员。方经蒋经国干涉，得以免罪转到国防部预备干部局，随后参与“孔雀东南飞”行动调查北平分行的舞弊行为。身处时代的乱流当中，一面有来自国军内部的猜忌和调查，一面有来自同僚的暗算和倾轧，更有战火当前纷繁迭出的险状。方和所有地下工作者们以其赤血丹心铸就了新中国崛起的基石……

该剧根据同名小说改编。讲述了少女林朝夕（张子枫 饰）由于长期仰望父亲林兆生（雷佳音 饰）和初恋裴之（张新成 饰）两位数学天才，从而悄悄掩埋了内心对于数学的热爱，直到经历了双时空之旅，她迸发出了超越想象的力量。在父亲老林的引领以及裴之的帮助下，林朝夕重拾信心，与伙伴们并肩作战，为了追寻真理与爱而拼尽全力。