抗日战争时期，在山东南部枣庄矿区，以刘洪(张子健 饰)、王强(钟卫华 饰)为首的一批煤矿工人和铁路工人，因不堪日寇的欺压和蹂躏，在中国共产党的领导下秘密建立起一支短小精悍的游击队。这支游击队经历了飞车搞机枪、血染洋行、智打票车、夜袭临城、打冈村(淳于珊珊 饰)、搞情报、夺布车、上济南、下徐州等多次战斗，活跃在日军侵华战争的主要铁路命脉——津浦线的山东沿线，被百姓称为“飞虎队”。鲁汉(龚志学 饰)、林忠等铁道游击队员，在战斗中逐渐成长，并为国捐躯；刘洪和芳林嫂(梁琳琳 饰)也在战斗中产生爱情。日本侵略军为消灭心腹之患，在铁道线附近进行残酷扫荡和绞杀，利用种种阴谋，使铁道游击队面临险境。1945年抗战胜利，铁道游击队在人民的支持下，周旋于铁道和微山湖之间，抓住了逃跑的小林和他的残兵败将，并逐步壮大起来。