民航飞行员滕菲（曾永醍 饰）是同僚中的佼佼者，她有良好的飞行天赋，但因飞行安全问题常与上司方堃（谭凯 饰）发生不愉快。方堃是航空公司副总，妻子在一次空难中牺牲，他独带儿子石头（冯邵一 饰）生活，年近四十的他有上万小时的飞行经验，飞行中的安全操作，在他认为是航空公司的重中之重，容不得一点马虎。滕菲因工作中失误被调到机务组，她与男机务罗匡（张博 饰）一见倾心。乘务长舒琳（李泰兰 饰）美丽善良，由于年逾而立，婚姻问题摆上了议事日程，家中的父母也对此很操心，但她心中早有了目标。方堃自妻子牺牲后好长时间不能从悲痛中自拔，在见到舒琳后，他仿佛从她身上看到了妻子的影子......

　　1927年秋，日本陆军总部命令东京大学生物研究所研制大规模杀伤性生化武器“ANGEL”，欲用于侵华战争。身为东京大学高级专家的吴文皓得知此事后异常震惊，立誓要阻止日本人的研究，并抢在他们前面研制“ANGEL”的解药“SR”。随后，吴文皓带着他的日籍妻子秘密回到奉天，可在车站上迎接他们的却是他的大舅哥——身为日本特高课行动组组长的三浦一郎。进而在他们三人之间为了抢夺“ANGEL”和解药 “SR”展开了一场爱恨交织的殊死搏斗，期间多名中国共产党人、爱国志士为保护“SR”献出了生命。最终用鲜血和生命终结了“ANGEL”可能带给中国人民的灾难，捍卫了民族尊严，见证了一段荡气回肠、历久弥坚、同仇敌忾的往日情怀。