1937年，日本全面侵华战争爆发，战火一路南烧，延绵至北方重镇江津市。共产党员秦昊潜伏江津市进行秘密活动，不料一群黑衣人早已探得他的行踪，尾随而至，双方发生激战，秦昊的搭档赵芳不幸牺牲，他则以一敌多，带着一把神秘的钥匙和一张唱片，全身而退。
另一边，实为民间抗日组织成员的法医胡一凡、洋装店员娜塔莎、江津大学助教韩烨，经过一系列精心的策划，取到了有监狱通行证的汽车，并且提前潜伏入日军监狱，完成了党内领导人张望北交代的营救罗教授的任务。
秦昊到约定地点与共产党员老方接头，老方却没有甩掉日军尾巴，双方在集市上发生枪战，老方牺牲。秦昊在逃跑的过程中，撞倒江津大学学生端瑾容、叶小七，情急之下把重要的钥匙放在端瑾容的背包中，成功甩掉了日本鬼子。
胡一凡被英租界探长盛天来派往赵芳被杀的案发现场，发现了一些奇怪的粉末，她将这些粉末送往江津大学韩烨的实验室化验;秦昊则为了拿回钥匙，来到江津大学寻找端瑾容;而娜塔莎也前往江津大学送衣服。
铁血津门海报
日本城防司令部司令发现被营救的罗教授和江津大学有着千丝万缕的联系，下令轰炸江津大学，炸弹穿透了端瑾容、叶小七正在上演抗日话剧的小礼堂，引起了整个校园的恐慌!秦昊和胡一凡意外重逢，但却来不及叙旧，就和娜塔莎、韩烨一起，在连天的火焰中四处奔走，营救学生!最终，凭借着韩烨熟知校园路线，众人终于带着学生脱离了危险。
铁血津门第2集剧情介绍秦昊成功地取回了钥匙，他用钥匙取到了珍贵的密码本，并将唱片放入了申记银铺。
韩烨查出来在赵芳死亡现场出现的粉末来自日本，胡一凡推断此事肯定为鬼子所为。而校园里的重逢，更是让胡一凡相信，秦昊肯定是那个杀死鬼子的人。为了保护她曾经的师长秦昊，胡一凡在盛天来面前替秦昊搪塞了过去。
端瑾容和叶小七目睹了日军的暴行，在街头张贴死亡学生名单，声讨日本人。被韩烨制止后，二人坚决要求加入他们的小队。胡一凡等人亲眼目睹了在校园轰炸中，端瑾容和叶小七临危不乱、身怀绝技，对抗鬼子毫不畏惧，便同意对他们展开集训。
秦昊拿到了密码本，前往景上公寓帮助同志地下党撤退。日本宪兵队队长武田雄却用孩子要挟被捕的共产党员老李，由此获知地下党藏身于景上公寓，迅速派人围捕。秦昊为了安全送走地下党，掩护他们撤退，与日军展开了激战。
另一边，武田雄要在花园广场枪毙学生，参与营救行动的端瑾容和叶小七，也不由得紧张了起来。在胡一凡等人的鼓励下，端瑾容担当起了狙击手的重任，而叶小七则敏锐地进行侦查。在韩烨炸弹的掩护下，众人开始行动。但狡猾的武田雄在学生们的身上都绑了炸弹，学生们为了不造成更大的牺牲，手挽手用自己的身体堵住了日本人的枪口!
韩烨为了营救学生受了伤，但奇怪的是日军并没有继续围追小队。原来秦昊在景上公寓牵制了日军兵力，武田雄继续派日军增援，誓将秦昊抓住!
胡一凡照顾负伤的韩烨，却被韩烨的梦话撩起了心事，默默垂泪。叶小七和端瑾容凭借此前活动中的优良表现，通过考核，顺利地成为了小队的成员!
铁血津门第3集剧情介绍端瑾容和叶小七入队后，小队迅速接到第一个艰巨的任务，就是要帮助从景上公寓撤离的地下党们成功潜出江津!
秦昊为了将地下党们顺利送出城，千方百计找到了几套国军衣服，想要跟随国军一起撤离英租界，好不容易通过了盛天来的检查，但是却被山本拖住了。原来，武田雄早就算准了秦昊等人的安排，提前部署了堵截计划。胡一凡率小队来到了江津码头协助地下党撤离，没想到带队的人竟是秦昊!再度重逢的师生二人，竟然成为了一个战线上奋斗的同志，他们都感慨不已。但是武田雄没有给他们喘息的机会，直逼而上，双方展开了激战。在众人的掩护下，叶小七顺利带着地下党们从水路撤离，但秦昊却为了保护胡一凡而身负重伤，幸得韩烨前来帮忙，他们才能全身而退。
在叶小七的指路下，地下党员们默契配合，终于通过了层层危机，成功地藏在了小七家的地窖中，暂时安全了。
因为缺乏血浆，皮埃尔医生对负伤的秦昊无能为力。但武田雄早就料到他们会需要血浆，提前联合英租界封锁了医院。胡一凡经过仔细的观察，带领着端瑾容、娜塔莎乔装配合，直入虎穴，智取血浆，终于救回了秦昊一命，但狡猾的日军嗅觉灵敏，盛天来无奈，只能配合连夜搜查英租界大小医院，来到了皮埃尔医生的诊所，胡一凡急中生智，迅速安排大家隐蔽躲藏，但依然危机四伏!
