1942年1月，抗日战争处于相持阶段，此时的上海已被日军占领。南京沦陷之前国民政府把国宝针灸铜人运往浙江一个秘密地点隐藏起来，准备由军统人员按地图找到国宝后转运到重庆。而日本帝国主义也对针灸铜人垂涎三尺。中共地下党上海负责人肖陆洋在执行处决晋绥军叛将的任务中收纳了尚小兰、华一刀和杜海棠三个身怀绝技的女孩子并在共产党秘密情报员罗克的帮助下成功地刺杀了潘大叶，而且在过程中解救了掌握针灸铜人藏宝图的道姑惠可，从而组成了一支共产党领导下的女子别动队。女子别动队二次返回上海目的是营救美国飞行员史密斯，史密斯先是被76号特务所获后又被日本宪兵队逮捕。别动队和史密斯设法沟通后在医院里成功救出了史密斯。为了破坏日军的远东情报中心，先是华一刀和雷飒被捕，之后罗克利用日本宪兵队春子的关系进入情报中心探查地形，最后尚小兰、惠可和杜海棠化妆成慰安妇混入情报中心与肖陆洋里应外合炸毁了情报中心。日本帝国主义为了挽回败局，在上海由细菌专家山京组织成立了实验室，以普通百姓做活体实验。别动队经过激战破坏了实验室却没有影响到日本人进行细菌战的大局。别动队确定目标铲除罪魁祸首山京，惠可舍弃生命探明了山京和新实验室的所在，别动队主动出击成功消灭了细菌专家山京、日本宪兵司令黑川，宪兵队的夏子。同时也查出了潜伏在身边的日本特务杨柳和我党叛徒赵理达。战斗结束了，尚小兰、华一刀、雷飒、郑重和吴嫂均英勇牺牲，别动队也只剩下肖陆洋、罗克和重伤的杜海棠投入了新的战斗。