抗日战争相持阶段，山东枣庄的铁路工人和矿工在八路军指导下，秘密成立了铁道游击队。

队长刘洪、政委李正带领队员飞车搞机枪、破铁道、炸桥梁，神出鬼没地打击日寇的铁路运输线。

他们与当地百姓鱼水情深，在微山湖上建立根据地。

日军调来特务队长冈村，采取残酷扫荡和内部渗透的方式企图剿灭游击队。

游击队经历了叛徒出卖、同志牺牲的挫折，但越战越勇。

在一次关键行动中，他们巧妙设伏，击毙冈村，并成功截获日军一批重要军火。

影片以著名的“铁道游击队之歌”为背景，展现了这支人民武装在党的领导下，用智慧与勇气在铁道线上谱写的一段可歌可泣的抗日传奇。