在胡宜生指揮的炮陣掩護(hù)下，一名海軍戰(zhàn)士用生命將一枚水雷推向日本軍艦，將其炸沉。古賀一郎向日軍第11軍司令官橫山勇建議從側(cè)翼突襲石牌守軍，完成致命的一擊。為了摸清日軍進(jìn)攻意圖，胡宜生被江防軍司令部派往日軍側(cè)擊的必經(jīng)之路進(jìn)行偵察。
為了找出隱藏在深山老林里的日本侵略者，胡宜生點(diǎn)燃了一串鞭炮，并用喊話的方式迫使古賀一郎一部露出馬腳。在江防軍的工事中，胡宜生接到了江美云的電話，可剛通話沒(méi)多久，電話線就日軍炸斷了。
江美云為了早日回到胡宜生身邊，與他并肩作戰(zhàn)，正驅(qū)車趕往前線陣地。不料車隊(duì)半路遭遇到穿插突襲的日軍，江美云在被重重包圍的情況下，發(fā)出了最后一條電報(bào)，將日軍動(dòng)向報(bào)告給司令部，留下“抗戰(zhàn)必勝”四個(gè)字后，飲彈自盡，天人永隔。
江防軍司令部得知日軍三萬(wàn)兵馬正在向第18軍第11師胡師長(zhǎng)部挺進(jìn)后，胡宜生被楊帆派去前往第11師，和胡師長(zhǎng)一起堅(jiān)守陣地。臨行之前，胡宜生向成四妹和寧京妮告別。成四妹因?yàn)榻涝频乃蓝郧榇笞儯粲艄褮g。胡宜生勸慰她要堅(jiān)強(qiáng)。
清嫂、江娃子、錢(qián)富貴點(diǎn)燃紙錢(qián)，為尤老兵、小鳳仙以及在戰(zhàn)爭(zhēng)中死去的親人們招魂。春來(lái)向胡宜生請(qǐng)求，要和他一起去打侵略者。第6戰(zhàn)區(qū)長(zhǎng)官部下達(dá)命令，要求江防軍死守長(zhǎng)陽(yáng)、宜昌之間的稻草坪、高家堰、余家壩、曹家畈、石牌之線并以之為決戰(zhàn)線。
胡宜生策馬來(lái)到駐守石牌的第11師，在胡師長(zhǎng)的帶領(lǐng)下，全體將士面對(duì)石牌崖壁集體宣誓：竭力死守、血戰(zhàn)到底。群山回響著戰(zhàn)士們的誓言。在古賀一郎的率領(lǐng)下，日軍飛機(jī)大炮助陣，對(duì)第11師南林坡防御陣地發(fā)起進(jìn)攻。同時(shí)，日軍后援兵力正向石牌陣地逼近。
楊帆向吳奇?zhèn)タ偹玖罱ㄗh，派出寧京妮所在的醫(yī)療隊(duì)前往第11師進(jìn)行支援。成四妹和清嫂自告奮勇一同前行。南林坡，兩軍激戰(zhàn)至深夜。停火的間隙，胡宜生與士兵一起唱起了《松花江上》，日軍士兵們被這悠揚(yáng)的歌聲感染，紛紛側(cè)耳傾聽(tīng)。谷賀一郎氣憤之下拿起機(jī)槍射向中國(guó)軍隊(duì)。陣地上再次燃起炮火槍聲，胡師長(zhǎng)率領(lǐng)部隊(duì)趕到增援，胡宜生所部從日軍的縫隙中穿插撤離。
很快，中日兩軍的新一輪對(duì)決在八斗方防御陣地再次展開(kāi)。錢(qián)富貴為了拾取日本兵的玳瑁眼鏡，被炮彈擊中。胡宜生為了救出富貴，只身一人沖進(jìn)了槍林彈雨中。
渾身是血的錢(qián)富貴被胡宜生拖到了戰(zhàn)壕里。臨死之前，他拒絕了寧京妮的救治，而是撫摸了下她的臉龐。為了給錢(qián)富貴和死去的弟兄們報(bào)仇，胡宜生率部殺入敵陣，展開(kāi)肉搏。戰(zhàn)斗中，四妹不幸中彈，在生命的最后一刻，她注視著自己心愛(ài)的男人胡宜生，永遠(yuǎn)閉上了雙眼。
戰(zhàn)斗結(jié)束后，胡宜生決定將京妮父親的死因告訴她，而寧京妮坦言尤老兵在生前已經(jīng)將真相告知——她的父親是死在了日軍的炸彈下。寧京妮將子彈射向胡宜生腳下，就如同當(dāng)年胡宜生對(duì)其父親的舉動(dòng)一樣。胡宜生埋藏已久的心結(jié)終于解開(kāi)。
第六戰(zhàn)區(qū)下達(dá)作戰(zhàn)命令，不惜一切代價(jià)克復(fù)漁洋關(guān)。中國(guó)軍隊(duì)在胡宜生的建議下，從后山攀爬巖壁偷襲敵軍，拿下漁洋關(guān)。日軍第11軍司令官橫山勇下令日軍全線后撤。江防軍在楊帆、胡宜生等軍官的帶領(lǐng)下，協(xié)同友軍展開(kāi)對(duì)日寇的追擊。戰(zhàn)斗中，古賀一郎身受重傷，舉槍自盡，小林被俘。胡宜生拿起小林留下來(lái)的日記，不禁感概，這段歷史應(yīng)該被永遠(yuǎn)銘記。
石牌保衛(wèi)戰(zhàn)，是中國(guó)抗戰(zhàn)史上，留下的為數(shù)不多的以弱勝?gòu)?qiáng)戰(zhàn)例，以小的代價(jià)取得大的勝利的榮譽(yù)戰(zhàn)例。石牌保衛(wèi)戰(zhàn)后，中國(guó)抗戰(zhàn)格局漸次顯現(xiàn)轉(zhuǎn)折，為此，石牌保衛(wèi)戰(zhàn)被西方軍事家譽(yù)之為“東方斯大林格勒保衛(wèi)戰(zhàn)”！