1940年，中国战场上的关键战役陷入了长时间的僵持状态。为加快侵略步伐，日本军队秘密策划了一场骇人听闻的生化战争，并全力研发相关的武器装备。幸免于南京大屠杀的一位医生金深水分流至日军所谓的“模范乡”——桃花镇。一次不经意间，他救下了一位生物科学家白大怡博士，这一举动却开启了复杂情节的故事篇章。随着时间推移，桃花镇表面上的安宁逐渐显露出真实面目：残酷无情的生命科学实验以及恐怖绝伦的大脑控制试验接踵而至。在中国共产党的领导和支持下，金深水以巧妙智慧抵抗了狡猾敌人设下的重重陷阱，屡次面临生命危险。最终，在有着同样反日情绪并不惜付出宝贵性命提供帮助的新女医生林婴婴的支持下，金深水联合新四军及其他地方部队彻底清除了桃花镇内所有的日本军事据点，并揭露了他们对人类进行毒性生物制剂试炼的一切罪行。这段历程使这位普通的学生成长为一名优秀的共产党员。