宜昌长江航道上，千帆过尽、百舸争流，大小船只正溯江而上准备停靠宜昌，最终前往长江大后方。突然，几架日军飞机朝着船队中最引人瞩目的船只——民生公司的轮船俯冲过来，发起扫射。船上，一名身着国民党陆军军服的神秘男子站了出来。在女医学生宁京妮、“修女”江美云和“神父”瓦西里的帮助下，用重机枪击退了日机第一波攻击。很快，日机再度袭来，轰炸中，男子落水。被土家族划夫队的成四妹、木尔等人救上岸后，男子脱掉了战场上牺牲的陆军军官宁中泽的军服，露出了贴身的海军军装。结果被国民党军统以假冒身份的嫌疑逮捕。在军统湖北站站长朱若愚的审问下，男子招认自己的身份是江防军参谋长杨帆。岂料真正的杨帆出现，指出男子的真实身份是自己黄埔军校的爱徒——胡宜生。江美云的真实身份是军统情报人员，她和苏联密电专家瓦西里以及助手郑贞的任务是找出潜藏在宜昌的日军秘密电台。在杨帆的推荐下，胡宜生担任了江防联络官，其首要任务是协助交通次长卢作孚及他的民生公司为宜昌大转运做好一切保障工作。
宜昌码头，帮派林立、鱼龙混杂。两拨工人因为抢道发生了打斗。胡宜生这个江防军联络官亮出了江流道上的名号，解决了一场让前几任联络官都束手无策的帮派纠纷。苏联密电专家瓦西里追寻到了一个可疑的电台频率，可要鉴别它是不是日军间谍电台，还尚需时间破译。尤老兵和江娃子带着一群从死人堆里爬出来的老兵刚从宜昌码头下了船，就遭到了码头工人的嘲讽，说他们是逃兵。老兵忍无可忍，殴打了工人。帮派人士胖子李申趁机撺掇众多码头工人打出“黄色海员工会”的名号集体罢工，以此要挟民生公司提高薪酬。胡宜生向广大工友阐述了仁义之道和家国之理，民生公司也推出了扶持政策。最终，码头工人结束了罢工，恢复了航运秩序。在宪兵队禁闭室，胡宜生见到了关押起来的尤老兵和江娃子等人，他们诧异胡宜生就是战场上带领他们击溃日军进攻的长官。尤老兵告诉胡宜生，是他们不愿被分散编制而被当成逃兵遣送回来的。胡宜生为宁京妮和她所在的战地救护团的难童争取到了前往重庆的船票，并拜托成四妹在这段时间代为照顾。而江美云代表军统朱若愚主任来到江防军司令部，表示求见郭忏司令。
宜昌码头，外国公司将油料价格抬到了天上，并要求民生公司用银元或黄金结算，导致民生公司的船被迫停运大半。由码头海员公会牵头，所有的中国搬运工人都参加了对抬高油价的洋人公司的禁运活动。几个洋人公司的负责人找到胡宜生，发起了质问和诘难。胡宜生以彼之身还彼之道，好好地给这些洋人上了一课。最终，这些外国公司迫不得已做出了让步，将油价涨幅大大地缩小了。胡宜生针对日军轰炸，召集了划夫队的力量，秘密地调整了码头周边的防空阵地的配置和位置。金陵制造厂的装备即将运抵宜昌码头，这一消息被日军地下电台悄悄发出，而瓦西里也追寻到了日军间谍发出的讯号。他们一路追踪信号源，而目的地却是宜昌警备司令蔡继伦的宅邸。搜查行动不了了之。瓦西里另辟途径，找寻码头上的特殊电台。胡宜生将自己亲自标注的发报机天线隐藏位置图，赠予了瓦西里。就在这时，日军轰炸再度袭来。在胡宜生的指挥下，转移到山上的高炮阵地发挥了作用，击退了日军的轰炸。最终，宁京妮带着孩子们登上了前往重庆的轮船。而日军陆军一部却突然转道，向宜昌发起攻击，留给转运的时间不多了。
胡宜生见到了正面向长江陷入沉思的卢作孚。一番畅谈后，胡宜生大胆建议卢作孚，让民生公司开辟夜间航道。此番建议，言中了卢作孚的心声。在划夫队的船上，成老伯表示愿意担任领航员为夜间航运指路。众人痛饮摔碗酒。卢作孚立刻通知公司各个轮船上的领航员开会，联合绘制出长江航道的水文情况图。卢作孚为了国家的命运，开始了孤注一掷的尝试，民生公司开启夜航。经过漫长的焦急等待，终于传来喜讯：首批夜航的船只，顺利到达万县。武汉陷落的同时，日军毒气弹开路，向应山、钟祥地区展开了侧后迂回攻击。码头上，杨帆带着江防军宪兵登上了载有八路军人员物资的船只。几番盘问后，杨帆突然向眼前的八路军干部亮出了自己身份——中共地下党员。正在杨帆与八路军干部交接情报的同时，一位旗袍女子与他擦肩而过——此人正是他的妻子。因为许多领航员在日军轰炸中壮烈牺牲，成老伯和成四妹登上轮船，为航运指路。与此同时，日军狙击手接到了总部的指示——刺杀卢作孚。而这一企图，也被瓦西里、江美云、朱若愚、郑贞等人破译了出来。江防军司令部内，一场针对卢作孚的保卫计划出炉了。胡宜生找杨帆要来了中正式步枪，他要用这把枪，与潜藏在暗处的日本狙击手好好地较量一下。
卢作孚前往码头的视察行动如期进行。而军统方面，也想借此次视察，揪出这个潜藏的日本特务。因为胡宜生的干扰，日军狙击手没有刺杀成功。在追捕间谍过程中，江美云不慎肩膀中枪。胡宜生和日军狙击手展开对峙，生死瞬间，胡宜生掷出江美云的外套分散了狙击手的注意，快其一步将其击毙。为了追寻到日军秘密电台的位置，宜昌所有的电台开始静默，等待日军间谍电台情报的发出。而瓦西里圈定的日军间谍电台的地点，指向了警备司令蔡继伦的另一座宅邸。侦察行动再次失败，瓦西里对蔡继伦不执行电台静默表示愤怒和诧异。民生公司的船只在返航过程中，遭遇日军轰炸。成老伯身负重伤，被成四妹等人送进了医院。正好在隔壁探望江美云的胡宜生见状，主动为其输血，挽救了成老伯的性命。尤老兵和江娃子准备奔赴前线。码头上，尤老兵遇到了前来寻找自己的妻子清嫂，临别之时，尤老兵将妻子托付给胡宜生照顾。瓦西里工作的防空洞在轰炸中未遭命中却自行坍塌，瓦西里身负重伤，被迫送到重庆。临别前的赠礼，是朱若愚匆匆给他戴上的一枚冰冷的勋章。
划夫队的小龙等人路过坍塌的防空洞，却被警备司令部以“破坏军用设施”罪名强行抓捕，受到了朱若愚的严刑逼供。成四妹找到胡宜生请求帮助，胡宜生赶紧向杨帆、江美云进行问询。还没有得到答复，小龙等三人就已被朱若愚秘密处决。胡宜生向成老伯和成四妹表示，一定会将此事查个水落石出。为了探寻真相，胡宜生和木尔秘密潜入江防工事，他们惊讶地发现所谓的江防工事不过是豆腐渣工程，不堪一击。在警备士兵的抓捕下，二人仓促逃离，并抓住机会抢摄下几张宝贵的照片，以留作证据。江美云因上峰的滥杀无辜，产生了怀疑的情绪。感受到这一点的朱若愚派人暗中跟踪江美云。成老伯建议木尔尽快逃离，以避风头。胡宜生将那些照片副本分别装入信封中，交给了江美云和成老伯留存。随后，他只身一人来到主管宜昌江防工事的宜昌警备司令部。他表示关于江防工事，他有详细的调查报告，要向蔡继伦司令汇报。
胡宜生表示，他有确切的证据证明宜昌的江防工事存在偷工减料的问题，如果开战，将产生严重的后果。而蔡司令却告诉他上峰刚刚对工事验收合格。胡宜生将照片交给蔡继伦，蔡继伦只好向胡宜生改口，表示会加固那些不合格的防御阵地。送走胡宜生，蔡继伦来到了情人小凤仙的住处，在那里，他见到了小凤仙的钢琴教师，同时也是三户日报社的记者谷贺。为了复查蔡继伦有没有加固防御工事，胡宜生再次踏入军事禁地。结果被强行逮捕。为了救出胡宜生，成老伯等人想求见杨帆参谋长，结果无功而返。成四妹和清嫂来到了三户日报社，想刊登启示寻找他们认为能解救胡宜生的江美云，结果遇到记者谷贺，并将江防工事的照片交给了他。《中央日报》刊登了宜昌江防劣质工事的照片，蔡继伦被迫口头答应释放胡宜生，却悄悄安排了刺客暗杀，并在三户日报上发表文章进行“辟谣”。胡宜生被江美云解救。成老伯等划夫队的成员被蔡继伦抓了起来。为了救人，胡宜生和木尔挟持了与蔡继伦勾连的工程承包商赵全，并让他录下蔡继伦贪污的口供。蔡继伦获知赵全的下落后，派副官前往旅店捉人。但是，捉到的不是赵全，而是胡宜生。
日本间谍的电台再次活动起来，朱若愚誓言一定要将其挖出来。杨帆来到警备司令部要人，蔡继伦副官却搪塞说胡宜生早就被放了出去。杨帆知道他们诡计，只告诉副官，赵全在他们那里。此番言语，让蔡继伦有所顾忌。已经吃了断头酒的胡宜生从鬼门关那被拉了回来。刘特派员为了复查江防一事，来到了宜昌。谁料，这个刘特派员在视察的时候，居然当着江防军司令郭忏和参谋长杨帆的面，说江防工程修得很标准，没有问题。无奈之下，杨帆抡起大锤砸向工事墙面，墙壁立刻坍塌。一切都不言自明。和蔡继伦一丘之貉的刘特派员见到了胡宜生，想劝告他审时度势，放弃对江防伪劣工程的指控。却反被胡宜生狠狠地批评了一顿。恼羞成怒的刘特派员也起了杀人灭口之心。
刘特派员召开的讨论会上，杨帆参谋长和郭忏司令强烈要求赏罚分明、释放胡宜生、成老伯及划夫队成员，抢修江防工程。刘特派员极不情愿地答应释放。就在土家族的划夫队为死去的队员举行祭奠仪式的时候，蔡继伦派出的刺客暗中将枪口对准了胡宜生。成老伯为了救胡宜生，替他挡住了子弹。临终之前，他将女儿四妹托付给了胡宜生。蔡继伦为了彻底除掉胡宜生，向刘特派员进行了贿赂。刘特派员也接到了上级要求对胡宜生进行处理的电话。最终，刘特派员在会议上，下达了最终命令——惩处胡宜生。胡宜生被转入了军统，朱若愚却安排给胡宜生一个任务，那就是协助他们侦办日本特务，怀疑对象则是蔡继伦的门客——谷贺。朱若愚设下圈套，安排胡宜生偷出警备司令部的情报交给谷贺。果然，谷贺击晕胡宜生，窃走了情报。而就在谷贺向日军紧急发出讯号时，军统将其抓了个“人赃俱获”。
蔡继伦的副官率人半道截走了谷贺，在谷贺的蛊惑下，蔡继伦为了不落下通敌的把柄，保住自己的性命，悄悄将其释放。得知消息的朱若愚气愤不已，但也只能不了了之。日军第11军正在集结军队做出要与第五战区会战的态势。战区司令长官部召开军事会议，部署张自忠的第33集团军等部队，准备主动出击。杨帆告诉胡宜生，他已经将宜昌江防不堪一击的情况，上报给了周恩来副主席。谷贺改回日本名字古贺一郎，逃回日军队伍里，见到了第39师团步兵第231联队联队长横山武彦。横山要他将通往宜昌的道路在地图上标出，并要求部队按此路径迅速行进。随后，古贺一郎来到了日军第十一军司令部向园部和一郎报到。郭忏司令和杨帆参谋长商量，决定派出胡宜生担任联络官，前往张自忠处，负责协调江防军和第三十三集团军之间的军事行动。胡宜生来到码头，向清嫂和成四妹告别。不料，日军再次空袭，轰炸中，他看见一名女医护兵正招呼大家快速卧倒，此人正是从重庆后方回到前线的宁京妮。胡宜生和指派给他的警卫员钱富贵在山路上遇到了日军侦察兵，胡宜生决定将他们引到别处。
