某日凌晨一时，列车轰鸣而至。游击队员纷纷跃上飞驰的列车。洪振海击毙日军司机，指挥队员将列车精准停靠在预定地点。队员们密切配合，迅速歼灭车上20余名敌军，共缴获现款8万余元、短枪8支、长枪12支、手炮1门及机枪1挺。除留用3支短枪外，其余悉数上交鲁南军区。洪振海向乘车民众宣讲了共产党与八路军的抗日主张。

　　影片中，铁道游击队撤退时故意留下一顶八路草帽。枣庄日军指挥官见到后，误判共产党主力已抵铁路沿线，仓促撤回部分“扫荡”兵力。然而现实中，陪同勘察草帽的岗村中尉，早已无缘目睹此景。

　　铁道游击队的行动引起日军高度警觉。济南日军军部派遣特高课特务高岗茂一（即影片中岗村中尉的原型）组建第五特别侦谍队。高岗以拜把子、认干亲等手段，利用汉奸特务收买情报；同时指挥侦谍队假扮铁道游击队，深夜敲开民宅，以“私通八路”罪名抓捕开门群众。一时间真伪难辨，给游击队造成极大困难。为扭转危局，铁道游击队决定铲除高岗。

　　高岗行踪诡秘，深居简出，仅于夜间至临城火车站办公并与特务接头。为摸清站内布局及高岗活动规律，杜季伟、刘金山等人分批化装成检车员、铁路工，三次潜入车站秘密侦察。

　　1941年10月12日晚10时，40名队员悉数化装为铁路工人，成功潜入临城站。11时许，刘金山率战斗组突入高岗住所。高岗正伏案书写，闻推门声猛一抬头，当即弃笔摸枪。刘金山眼疾手快，拔枪速射，子弹正中高岗头颅，其未及出声便倒毙桌下。