1943年夏天，日军制定了妄图消灭八路军北山军区主力的“木马计划”。与此同时，八路军北山军区三分区政治部正式通知侦察参谋刘亮(何冰饰)，任命他为三分区司令部侦察科科长，并交给他上任后的第一个任务——组建一支七人小分队，护送从前线完成采访工作的国民党中央社女记者吴效瑾(吴越饰)平安返回军区总部。上级特别指示，必须在十天内完成此次穿越敌占区且长达三百里路程的护送任务。
在队长刘亮的精心挑选下，枪法精准的“一枪准”于得水，医术精湛的“小华佗”杜梅，口技高超的“快嘴”李文全，一身轻功的“猴子”孙二风，精通爆破的“小矿工”齐永泉，再加上蒙族摔跤能手“大个”包铁柱，各怀绝技且性格迥异的七人小分队诞生了。
小分队整装出发，在二分区接到了前线采访归来的吴效谨，护送其向军区总部行进。不料，沿途的一场遭遇战却改变了小分队的行动计划。一番较量过后，小分队俘虏了受过日本天皇接见的武士家族后裔——日军军官江藤，还救助了日军大队长黑田的妻女。
得到江藤被俘的消息后，日军派出了情报官平野，带着远胜于小分队的兵力跟踪追击刘亮一行，企图救回江藤及黑田妻女。一路上，小分队多次陷入危机，又凭借机智勇敢携手穿越重重阻碍，历经生死激战，化险为夷。
小分队在和江藤的接触中意外发现了日军的“木马计划”。为了拯救北山军区主力部队，刘亮率领小分队在脱离敌军视野范围后又毅然决然重返危险地带，成功挫败了“木马计划”的阴谋，并用鲜血的代价救回了被日军抓走的效谨。
十天时间的朝夕相处、患难与共，让江藤从一名被军国主义思想毒素影响至深的日本军官转变成了拥护正义、爱好和平的八路军战士，并最终代替小分队成员完成了护送吴效谨抵达八路军北山军区总部的任务。
一路上，不仅有危难的考验，更有情感的交织。刘亮与杜梅，效谨和江藤，一对是尚未表白就生离死别的革命情侣，一对是久别重逢却覆水难收的昔日恋人。在十天的时间里，他们的情感也经历着激烈的冲突和心灵的洗礼，荡气回肠，催人泪下。
在人的一生中，十天是一个很短的时间。但是在烽火连天的抗日战争时期，一支七人组成的八路军精锐小分队，一名来自国民党中央社的战地女记者，一个被俘的日本军官，再加上一个脱离了土匪队伍的普通农民，却在一起度过了极为漫长的生死十日…