二魁和老周發現后面有人跟著，就分頭拿槍甩掉白狗子，再上山。段天祿正好也巡視到這里，聽到情況后，急忙追趕二魁等人，并放話要活捉紅軍。在槍戰中，老周不慎受傷了，他掩護二魁撤離時，因為手槍沒子彈了，只得束手就擒。
山下頻頻出事，老周的被抓，讓魏政委等人懷疑內部真的出了叛徒。
孫殿起告訴馬家輝他們活捉了老周，并要槍斃了他。馬家輝聽了想要保住老周的性命，借口火藥庫被轉移了，要從老周嘴里得知火藥庫的具體下落，讓孫殿起暫時不要殺了老周。
馬家輝假意被抓，誣陷二魁是叛徒，讓老周說出軍火庫的下落。老周，不相信二魁是叛徒，看到馬家輝一直追問軍火庫的地點，起了疑心，知道馬家輝就是叛徒。馬家輝力勸老周為了保住性命，說出軍火庫的藏匿地點。老周死活不肯松口。孫殿起逼馬家輝親自動手殺了老周。馬家輝解開老周的繩子，讓他逃跑，老周不再相信馬家輝。老周死在了血泊中。
桂云看到馬家輝又被孫殿起叫去，心里始終懷疑丈夫叛變了，她語重心長地叮囑李玉梅不要輕信任何人。
馬家輝心里難受，回來后喝悶酒。桂云看到馬家輝舉動異常，讓馬家輝說出實情。馬家輝百口莫辯。
桂云看到于排長拖著老周的尸體游街，懷疑馬家輝已經叛變了。馬家輝辯解他一直想幫著老周等人，但是無能為力。桂云讓馬家輝找魏政委解釋清楚。馬家輝不敢面對山上的紅軍，讓桂云上山幫他解釋，桂云看出了馬家輝的心虛，印證了他是叛徒，要去告訴李玉梅真相。馬家輝用桂云肚子里的孩子懇求桂云不要說出真相。桂云堅定共產黨信仰，跑出去要找李玉梅，不料段天祿帶人攔截打傷了她。桂云為了給李玉梅報信，揮刀自殺。馬家輝眼睜睜地看著妻兒死在面前，痛苦不已。
孫殿起為了安撫馬家輝，厚葬了桂云母子。孫殿起詢問馬家輝為什么沒交出李玉梅，并讓他說出山上兵工廠的位置。馬家輝解釋如果抓了李玉梅，就等于讓人知道他就是叛徒，所以不準孫殿起動李玉梅，而山上兵工廠已經轉移了，他也不知道確切位置。孫殿起命令馬家輝想辦法弄到新的兵工廠地址。
馬家輝讓李玉梅上山問清新的兵工廠的位置，并謊稱把桂云送到省城了。李玉梅不疑有他，上山請示。二魁懷疑馬家輝叛變了。李玉梅不相信馬家輝是叛徒，極力為馬辯護。魏政委覺得馬家輝嫌疑很大，但是又不敢確定。李玉梅想出辦法驗證馬家輝到底有沒有叛變。
李玉梅告訴馬家輝，魏政委要明天要偷襲運武器下山搞，讓他配合好。
魏政委采用李玉梅的辦法，運武器下山，如果馬家輝是叛徒，就會帶人伏擊，如果沒有伏擊，就趁機把軍火運下山，并讓二魁去馬家輝的雜鋪店埋伏，如果看到馬家輝叛變，就立即鋤奸。
馬家輝把情報密報給孫殿起，并出毒計，讓紅軍把武器彈藥運下山，放長線釣大魚。孫殿起表面同意馬家輝的策略，背地里讓段天祿伏擊，看武器的多少，再決定動手。
段天祿看到紅軍只運了少部分武器火藥下山，就讓放行。老趙和二魁等人看到順利地把火藥運下了山，排除了對馬家輝的懷疑。李玉梅覺得武器送得太順了，反而產生了懷疑。
李玉梅一直冷靜地觀察馬家輝的一舉一動，始終覺得有點不對勁。馬家輝把李玉梅曾經繳獲的手槍還給了她，讓她帶著防身，想借機試探李玉梅有沒有發現他叛變，李玉梅偷偷地查看了手槍，發現沒有子彈，就不露聲色的接過了手槍。李玉梅把小妞小時候穿的衣服送給馬家輝未出生的孩子。
李玉梅偷偷地跟蹤馬家輝，看到他在一座新墳前把她送的衣服燒掉了，知道桂云已經犧牲了，馬家輝叛變了，發誓找馬家輝報仇。李玉梅在墳前發現三個白狗子在暗中監視她，就趕緊往山上跑，進入白水觀。宮道長看到有人追趕她，就讓李玉梅躲進房內，他打死了三個白狗子。李玉梅感激宮道長一次次相救，追問他的真實身份。宮道長原來和孫殿起同是國軍，自知罪孽深重，出家修行，看不慣孫殿起殘殺紅軍，才出手相助。李玉梅力邀宮道長和她一起上山，宮道長拒絕了，臨行時叮囑李玉梅遇事一定要冷靜。
上峰命令孫殿起七日之內剿滅白水鎮的紅匪。孫殿起決定破釜沉舟。段天祿聽聞跟蹤馬家輝的三人死在白水觀，就帶人搜查，發現宮道長早已不見人影，只找到幾本共黨的手冊，氣急敗壞。
李玉梅把馬家輝隱瞞桂云的死報告給了魏政委。魏政委立刻轉移了部隊，讓李玉梅不要再下山了。李玉梅知道馬家輝一直不抓她，是想得知兵工廠的新地址，要求仍然潛伏在馬家輝的身邊，借機行事。
馬家輝向孫殿起獻策，讓段天祿先帶一部分人馬離開白水鎮，再減少巡山的幾率，想用空城計讓紅軍上當。
馬家輝假意告訴李玉梅，說段天祿帶走一大部分人馬去省城，現在孫殿起兵力不足，讓魏政委利用這次機會，把所有的武器彈藥運下來，并讓李玉梅上山配合紅軍。李玉梅不露聲色地贊同馬家輝的計策，派秀英偷偷地跟著段天祿，而她上山和魏政委商量對策。魏政委決定將計就計，趁機和別鎮的紅軍聯合起來暴動，讓老趙通知馬家輝，改變了接頭地點。
馬家輝讓孫殿起幫他找了二十個身強力壯的人化妝成積極進步群眾。而李玉梅從馬家輝把她調開一事上，也懷疑到他所找的進步群眾有問題。
老趙按照馬家輝的要求帶來了白狗子的軍裝，馬家輝讓他帶來的人換上國軍服裝。狡詐的馬家輝知道紅軍對他有所懷疑，讓老趙將他綁起來，冒充被白狗子抓住的樣子。老趙一切都照著馬家輝的說法去做，只是讓馬家輝把接頭地點改成到榔頭山，馬家輝不疑有詐。
段天祿根據孫殿起的指示，假裝往省城的方向走，接到傳令，說紅軍已經有所行動，趕緊命令隊伍反撲。
馬家輝帶著人來到榔頭山，看到魏政委等人早已把武器彈藥準備好，懷疑有假，還特意檢查了一箱武器。馬家輝擔心李玉梅在此會壞了他的計劃，當得知李玉梅正好不在此，暗暗高興。李玉梅偷偷地在不遠處看著馬家輝帶來的村民，一個也不認識，知道有假。老趙也換上白狗子的軍裝要求和馬家輝一起押送軍火，并機智地又把馬家輝綁上。
魏政委等馬家輝一行人離開后，派李玉梅通知另外一個鎮的紅軍改變交接地點，并給她兩個彈夾防身。
孫殿起派的內應也混在馬家輝的隊伍中，借口肚子疼，離開隊伍想偷偷地給孫殿起報信，被一直監視馬家輝的二魁等人活捉。
二魁和老趙前后接應，打死了馬家輝身邊的人，帶著軍火朝著鎮口走去，發現鎮口有白狗子看守，就解了馬家輝的繩子，讓他帶著出鎮。哨卡的人感覺不對勁，和紅軍發生槍戰。李玉梅完成任務后，也趕到鎮口，發現馬家輝趁亂逃了，自告奮勇去追殺馬家輝。
孫殿起等不到內應的消息，怕馬家輝臨時變卦，著急地帶人去搜山。突然，鎮口傳來槍聲，趕去得知馬家輝和李玉梅剛剛往山上逃了，就命令段天祿去追李玉梅兩人，而他去追趕紅軍的軍火。
馬家輝逃到桂云墳前，不再逃跑。李玉梅也追來責問馬家輝為什么叛變。馬家輝到這時還沒有覺悟到他叛變了，只是覺得黨中央已經沒有了，再做任何犧牲，都是無意義的。李玉梅義正言辭地譴責他，當他交出第一批共產黨的名單時，就已經走上了叛變的道路，黨在百姓的心中，是無處不在的。馬家輝聽了李玉梅的一席話，才感覺到自己是真的想錯了。李玉梅忍痛打死了馬家輝。段天祿帶人也趕到墳前，李玉梅用二魁送她的手榴彈把段天祿炸死了。
李玉梅圓滿地完成了任務后，準備回村帶著九公和秀英等人上山和魏政委匯合。
孫殿起看到馬家輝被殺，段天祿也被炸死了，得知都是桃花村的李玉梅做的，惱羞成怒，命令手下火燒桃花村，抓住所有村民。九公掩護秀英和小妞躲開敵人的搜查被白狗子開槍打死了。李玉梅在半路上遇到秀英和小妞，知道孫殿起要抓她，但是為了桃花村全體百姓的性命，她毅然地和女兒小妞訣別，前往桃花村。
孫殿起抓住了李玉梅，想用對付馬家輝的辦法，威逼利誘她。李玉梅堅信共產主義信念，不為所動，怒罵孫殿起殘害百姓，總有一天會被消滅。孫殿起也被李玉梅大義凜然的氣勢所俱，答應李玉梅只要在老百姓面前承認不是共黨，就放了她。李玉梅斷然拒絕了，用瓦片把頭發剪成了一直想剪的短發，以共產黨的女兒身份被孫殿起殘忍地殺害了。魏政委帶領著紅軍戰士?莊嚴地向李玉梅致敬。
玉梅的女兒小妞在秀英和二魁的帶領下終于找到部隊中的父親王杰，也終于迎來了新中國的誕生。（大結局）