付子龍(張一山 飾)關了陳可立小黑屋，逼問他關于日本專家的情報，貪生怕死的陳可立馬上服軟。他向付子龍介紹四個日本生化學家：帶頭的松本恃才傲物，喜歡冷兵器且脾氣暴躁;矢田性情怪異，喜歡料理卻嗜殺，只要從高于他的大廚手里學到手藝便將其殺害;宮澤則是矢田的好友，也是矢田的試吃官，兩人關系密切;最后的小泉為人冷漠卻很禮貌，沉默寡言，深藏不露。雖然對四個人有了些許了解，但付子龍總覺得陳可立隱瞞了其他情報。田守義(劉威 飾)意會，亮刀威脅要閹割陳可立，把他嚇得抖落出另一個情報：小泉將在明早離開回滿洲國，由2個班護送，從城里到火車站離開。

田守義暗自選定沿路的虎口溝，他自認為教導員的犧牲自己責任最大，決定獨自前往刺殺小泉，為兒子掙回一口氣。付子龍動員小隊，惱火田守義的缺席，但任務要緊，他也下令去虎口溝設伏，行動開始。

小泉臨行前與眾人道別，名為松本的專家對其“懦弱”嗤之以鼻，小泉不以為然，另外兩名矢田和宮澤教授則互換了眼神。次日清晨，小泉按時離開日軍指揮部，動身踏上返途。

田守義獨自來到虎口溝附近，挑選合適的狙擊點埋伏好。付子龍也到達虎口溝，打算近身刺殺，他讓鐵彪(段煉 飾)等人埋設地雷火力掩護，柳紅妹(許瑤璇 飾)和細根鋪設陷阱準備撤退。

隨著鬼子部隊的接近，神槍手田守義一發(fā)命中將小泉擊斃。突如其來的槍擊讓付子龍一驚，回神料到是自家老爹所為，立刻動身前去接應。他找到被鬼子壓制的田守義，把他接了出來。父子倆吸引鬼子接近埋設的陷阱，中了地雷和機槍掃射的鬼子以為有埋伏，紛紛躲避，不料八路早已跑遠，日軍指揮下令追擊。

付子龍等人來到柳紅妹和細根身邊，從安排好的路線一同撤離。追擊的鬼子被設置的陷阱整慘，跟丟了八路。雖然刺殺成功，但是付子龍依然對擅自行動的田守義嚴加批評，甚至要趕他回去。護子心切的田守義滿腹委屈。付子龍也感動于父親的關愛，緩下怒氣。田守義知錯則改，原意聽從付子龍的所有指揮。

小分隊傾巢而出，被獨自留下的陳可立用油燈燒斷了捆綁自己的繩子逃走了。落魄不堪的陳可立回到住處，阻止了要去報告加藤(山崎敬一 飾)搬救兵的姨太太，囑咐她萬萬不可泄露自己被八路軍劫持的事情。

小泉被刺殺的消息很快傳開，加藤怒火中燒。他決定加強剩余三人的保護，同時抓捕附近村的百姓，以此要挾八路軍。陳可立見到加藤，否認加藤對他泄露小泉事件情報的質(zhì)問。加藤依然對付子龍頭疼不已，同樣不減對陳可立泄密的懷疑。