1945年缅甸腊戎拉卡山谷，雷雨交加的夜晚，日本兵正追着军统重庆特工欧孝安（黄景瑜饰）六人。他们穿着日本军服，逃跑过程中有人被枪射死，同伴受伤后将暗号9548布贴交给欧孝安，让他务必谨记。中国远征军跟美国军队在山谷清剿日本兵，美国兵无意间踩到地雷，远征军帮忙切开鞋底用石头压住，美国兵松了口气，却不料遭到丛林日本兵埋伏，导致地雷爆炸。双方展开激烈枪战，日本兵将其引诱至地雷点，将事先埋好的地雷引爆，想跟远征军同归于尽。

中国远征军38师军医覃墨卿（辛芷蕾饰）等人闻讯赶来，见现场伤亡惨烈，赶紧救治伤员。她先帮中国战友包扎伤口，美国兵愤怒，认为他们应该先救美国人。双方引发口舌，美国兵拔枪指向中国兵，覃墨卿劝说其冷静。突然不远处丛林传来声音，他们发现是一群缅甸女人。覃墨卿发现日本兵水壶，顺着缅甸女人的指向，他们发现昏迷的欧孝安。美国兵想要杀死欧孝安，以为他是日本兵，覃墨卿阻止，认为不该杀俘虏。美国兵担心被告上法庭就此作罢，覃墨卿也没管欧孝安，任由他躺在水塘边。

夜晚，美国兵因清剿缅甸日本基地庆祝，驻缅美国翻译官卡尔邀请覃墨卿喝酒跳舞。卡尔耍赖没有给覃墨卿盘尼西林，覃墨卿趁他没注意调换其钥匙，到仓库偷走盘尼西林，顺便将生化医疗档案拍照，被美国兵现场抓住。远征军参谋杜国伦故意当着美国兵面批评她，私下质疑她的身份，问她在为谁工作，覃墨卿让他联系重庆，表明自己是重庆军统站的人。杜国伦冷笑，警告覃墨卿在38师守规矩，不会因为她是军统的人就为所欲为。

美军营地有美国兵发病死亡，医务室郑医生担心被美军责怪。覃墨卿发现死者全身红疹，卡尔闻讯赶来，指责郑医生医死美国兵。覃墨卿劝他冷静，认为此刻因先查死因，她怀疑美国兵感染病毒，想起昨晚的缅甸女人。卡尔突然犯病，全身起了红疹，却还嚷着要中方负责。覃墨卿将其隔离，并带人去找昨晚的缅甸女人。他们赶去李婶家，发现女人已经死亡，得知她们喝了拉卡山谷的水，怀疑此水有毒。他们赶去找欧孝安，想从他那了解情况，看他还活着，覃墨卿擅自做主将其带回军营。发现他身上有日本人子弹。

杜国伦得知后，认为覃墨卿胡闹，覃墨卿提醒他不要忘了日本人的细菌战。欧孝安血液检查结果证实感染病毒，可他没有红疹反应。覃墨卿擅自抽血制血清，被郑医生拦住，她只好先将情报发给中共地下党来骏升，也将此发给军统文一山。

军统召集会议，军统重庆站代站长魏清明不满文一山越级上报，他认为当年大桥和野是他派人剿灭的，他让技术处冯毓年派人去缅甸跟进。故意当面强调，不许有人在背后搞小动作。会后，魏清明派毛仁兴盯紧覃墨卿，知道她是文一山的人。秘书处苗江认为落樱计划毒气弹威力巨大，应该尽快找出销毁。魏清明明示她，戴笠想着找出毒气弹对付中共地下党。

美国军营陆续有人感染，覃墨卿也被感染。她不得已再去找欧孝安抽血，发现他突然迷糊说话，得知他嘴里念叨着810，认出他是中国人。中共秘密情报站罗裳旗袍店里，汪秋水（董璇饰）接待完顾客后闭店，怀疑大桥和野没死，他们安插的覃墨卿是代号叶草同志，根据她传回的信息，印证了日本远东计划的延续，他们打算抢先于军统找到日本生化基地。

大桥和野秘密进行生化实验，得知欧孝安被远征军所救，担心他泄漏810计划，要他们感受下810的威力。覃墨卿醒后发现症状消失，看毛仁兴被派来跟进，对他一脸嫌弃不想动搭理。她赶紧跟郑医生商量，建议立刻用欧孝安血液制作血清，可却发现欧孝安不见了。