1941年秋，抗日战争进入相持阶段，日军停止正面攻势，而对敌后八路军的扫荡却更加疯狂，在屡次围剿不见成效的时候他们把失败的原因归结到黄崖山兵工的存在上，决定不惜一切消灭黄崖山兵工厂的武器专家。小鬼子对黄涯山发动了进攻。王教授的实验一炉钢还有十分钟就可以结束，刘部长给了王教授20分钟的时候。
太行山八路军总部命特务团团长吕万才被命赶到一线天阻击小鬼子。吕万才带领部队打退了鬼子的第一波进攻。部下向岗琦建议撤退，岗琦命令部队发起第二波进攻一定要等到特别挺进杀人队发出信号。特别挺进杀人队是小鬼子的另外一股力量。队长吉川带着从蓝家坪方向进攻黄涯山。
吕万才叫过张大宝问他怎么人数不对。张大宝告诉吕万才刚才翻山的时候遇到一小股鬼子，人数不多但装备挺强，那一个排去阻止了。吕万才有一种非常不好的感觉专家团可能不安全。吕万才立刻叫上张大宝，焦大鹏，王伏生带一个排和自己走。吉川进入了黄山涯并且抓了百姓指名要专家团中五人，如果几人不出来便会杀光所有人。程华君和李立光站了出来。
吕万才带着人还没到黄崖山便听到了枪声，吉川杀死了程教授和李教授。黄干事掩护着王教授撤退，遇到小鬼子的袭击枪械设计图落到吉川手中，吉川命小野亲自带队去抓人。黄干事为了掩护王教授牺牲了，吕万才赶来时看到王运凯被小鬼子抓了。
吕万才立刻做了安排准备营救王运凯。吉川知道王运凯的身份想要劝降王教授。王教授没有屈服，吉川下令杀了王教授。就在小野动手的时候王伏生救下了王教授。吕万才和张大宝从两侧向小鬼子进攻。王教授为了抢回小鬼子手里的文件被小野打了一枪，刘部长赶来时王教授快要不行了，王教授还心系着自己没完成八一式马步枪的研发工作。王教授告诉刘部长他的学生已经由德国返回中国，代号枪械师，借道上海来太行山，有能力完成余下的研究，以他的才华会走的更远，王教授请刘部长一定要保护好枪械师。
专家团三位专家牺牲，吕万才被停职。总部愤怒的下达命令不惜一切代价消灭岗崎联队。日军为了挽救岗崎联队也出了三千五百多人从地向关家垴挺进。关家垴打成了八路军4个旅一个师与四千多日军的大会战，岗崎联队还是带着400多人跑了。王教授牺牲现在所有的希望都在王教授的学生身上。组织上让吕万才挑选几名精捕强将成立特谴小组安全从把带回枪械师。小组成员除吕万才外包括侦察营长张大宝，狙击手王伏生，机枪手焦大鹏，爆破手崔振芳及一名优秀的女发报员刘晓婉。
枪械师第2集剧情介绍日军也知道了一位代号叫枪械师将回国接替王教授研究武器的工作，命吉川到上海截杀枪械师。
张大宝被刘部长任命为第二领导人，一理吕万才出现意外他将由接任吕万才的工作将枪械师带回来。
晋绥军和上海帮会有来往，吕万才和刘部长提议袭击晋绥军的商贸队，然后再冒充晋绥军进入上海。
吕万才带着特遣队抢了晋绥军，不如大家都蒙着面没有暴露自己的身份。
吕万才他们抢了两车货，车上都是石头，他们不认识。不过他们抓了个师爷告诉他们这是钨砂到了上海就值钱了，吕万才也知道钨砂的作用。
吕万才带着特遣队以及葛师爷一起去上海，这笔生意是晋绥军和上海帮会老大杰森的买卖，葛师爷是中间人没办法不带他。
吕万才尽管做了充分的准备但他没想到接枪械师的任务还是超过了他的想象。就在吕万才他们赶赴上海的途中，日本驻上海特务机关在一次意外的行动中抓到了中共江北特派员老肖。
和老肖一起被抓的还有个孩子，鬼子用孩子威胁老肖说出枪械师的名字和下落。老肖亲看孩子死在他的面前。老肖恐惧了，说出枪械师后天会乘坐圣达西号邮轮抵达上海，和枪械师接头的人叫龙五湖。
吕万才他们到了上海，杰森的管家老何来接的他们。
老肖带着日本人监视着龙五湖的行动。
吕万才问老何什么时候交易，老何说第二天上午，吕万才要住在货仓看着货。
老何走后吕万才打电话联系了龙五湖，两人约定下午五点在云海茶社见面。
杰森在暗处观察着吕万才他们，看到吕万才的布防觉得他不简单。杰森为了试验下吕万才他们的手段，把货到的消息透露给了日本人。
吕万才告诉张大宝在火车上做了一个梦，梦里被日本人包围人那栋建筑物就是现在他们呆的地方。吕万才让大宝小心自己出去和龙五湖见面。
龙五湖在茶社发现了有日本人的跟踪，知道情况不妙和日本人动了手。吕万才不能暴露自己的身份看着龙五湖被日本人打死。
看着龙五湖的牺牲吕万才心如刀割，两个人是好朋友，一起参军。
吕万才回去后告诉众人龙五湖牺牲的消息并告诉大家组织上会派人再与他们联系，第二天的申报上会有下次联系的时间和地点。