1943年夏，抗日战争进入到最艰苦的相持阶段，日军对我八路军晋察冀根据地进行了轮番残酷的大扫荡，太行边区的抗日战场进入到最惨烈的时期。
故事发生在晋察冀边区下辖的武南县境内，由于该县深处太行山腹地有丰富的铁矿和林木资源，为掠夺这些资源支持日本的侵华战争，日军在武南县驻扎了一个联队的重兵确保安全，同时守卫连接晋南的交通大动脉“武沁公路”的修筑。
黑风岭筑路工区内，八路军晋冀鲁豫军区二分区警卫连长杨树生及数名战士因掩护大部队和百姓转移与日军激战，弹尽粮绝因伤被俘，被押送到筑路工地。他足智多谋与守备日军斗智斗勇，伺机率队逃离。在国军战俘营长李世富的配合下终于率部分国军与八路军战俘成功脱险。
恰巧此刻，黑风岭旁青石窑村的青年于大喜正打猎追捕猎物，救下采药遇险的段郎中，并将他送回县城。段郎中的养女魏金秀是汉奸维持会长魏豺狼的女儿，与大喜在儿时定过娃娃亲。大喜从段郎中夫妇口中得知魏金秀在北平读医科大学肄业后已返回县城，目前开设一家诊所而且私下收治八路军伤员，是一名热血抗日青年。
守备日军在中佐松山的率领下，一路追杀杨树生率领的逃亡战俘，杨树生等战俘逃至青石窑村。此时村民赵铁锤正举办婚礼。铁锤指责父亲不该将妹妹二妮嫁给汉奸魏豺狼，以换回被抓丁到筑路工区的叔叔，赶回村的大喜也在一旁帮腔，婚礼场面一度混乱。此刻杨树生率众战俘来到铁锤家讨要食物，王村长询问后当即派大喜带杨树生等人火速前往后山的六郎谷躲避日军追杀。杨树生等人刚离开，松山率日军将村子包围，逼迫村民交出逃亡战俘。青石窑村村民都是当年义和团红枪军的后代，他们早就对日军的残暴愤怒不已，在王村长的率领下村民与日军展开殊死搏斗。大喜与杨树生等战俘听到枪声返回与日军拼杀，灭绝人性的日军疯狂屠杀，大部分村民和战俘丧命。
烈火战狼剧照
残暴的日军将大喜的妹妹二喜、铁锤的媳妇和妹妹二妮抓走充当慰安妇，重伤的铁锤幸免于难，悲痛欲绝。
杨树生欲说服大喜跟随自己重返部队参加八路军被拒绝，大喜发誓要独闯县城杀松山报仇，解救出妹妹等人。
杨树生担心大喜安危，一路跟随保护他来到县城，偶遇被区小队队员郭大牛救下的铁锤。他们在反日军官皇协军中队长宋朝来和魏金秀的帮助下，设计营救慰安所的妇女们。行动中，县城内的八路军联络站也奉上级指示执行营救任务。阴差阳错一场混战，已营救出的慰安妇都被赶来围捕的日军枪杀，八路军营救人员也遭受损失。
大喜和铁锤强烈要求杨树生留下带领他们杀敌复仇，杨树生坚持要返回部队，在送行的路上他们成功解救出被日军押送的国军炮兵连长谢魁及二十多名国军战俘。走投无路的谢魁决定带残部留在黑风岭一带与日军打游击，并恳请杨树生等人留下一同战斗，杨树生因伤在身权衡再三同意暂时留下。其间，杨树生与谢魁组织成立了太行抗日大队，声东击西，灵活机动地打击敌人，使侵略者损兵折将，晕头转向。县城八路军联络站特派员单涛获悉太行抗日大队的情况，通过八路军四分区下令要杨树生暂缓归队，设法留下领导争取这支部队。
在杨树生的统领下，太行抗日大队越战越勇，他们拔据点、毁公路、炸铁矿、烧林场、夺物资、救百姓……，展开了一系列惊心动魄、舍生忘死的战斗，像一把尖刀插在日军的心脏。这支由中国军人组成的部队，不仅吸收了排帮首领武长贵的林场工人，还设法策反接纳了宋朝来率领的皇协军起义队伍。军统武南地区特遣组组长赵清平奉军统指令，意欲收买谢魁控制抗日大队。城外是炮火连天的厮杀，城内上演着国、共、日军三方情报组织生死较量的暗战……
智勇双全的杨树生赢得了抗日大队队员们的信任与爱戴，与谢魁之间虽存矛盾，但在共同抗日的大目标下坚持团结战斗。大喜、铁锤、魏金秀在战火洗礼中逐渐成长为坚强的战士。抗日大队的大部分队员在与日军的激战中英勇献身。中国军民经过艰苦卓绝的八年抗战，终于迎来了胜利的1945年8月15日，日本侵略者宣布无条件投降。大喜和金秀两位恋人站在山岗上眺望远方，杨树生、铁锤等一个个已壮烈牺牲的勇士们矫健身躯，又仿佛呈现在这山花烂漫、巍峨的太行群峰中，分外英武……
