1931年，1月16日，上海。地下党员蔡博真走进一幢大楼，穿过几个房间，进入一间书房。蔡博真走到书架下面，找到一本书，拿到了情报，读完内容后付之火炬。国民党不得人心，引起全国民众抵抗。许多青年男女上街喊口号，高喊打倒国民党。官方派出了警察镇压青年男女，伍仲文在混乱中甩掉了警察，跟蔡博真汇合。俩人同是地下党员，彼此早已心生爱意。然而，俩人还未正式相恋，双双被党内的叛徒出卖，落入到了国民党反动派手里。国民党并没有因为伍仲文是弱女子而网开一面，而是按惯例对伍仲文用了刑。伍仲文受尽非人的折磨，头破血流，身上全是血液。

反动派劝说她招供，但她面不改色一口回绝。她认为自己身上有旧伤，就算旧伤好了，还会有新伤。身为地下党员，就要习惯经常受伤。在另一间牢房，蔡博真也被反动派折磨得不成人形。他跟伍仲文一样，宁死不向国民党投降。反动派高层恼羞成怒，派人押伍仲文在内的数名地下党去刑场。地下党员坐在一辆车上，人人神色坚定，仿佛不是去赴死，而是在回家的路上。伍仲文与蔡博真坐在一起，她跟蔡博真开玩笑，提醒蔡博真从来没有喊过她一声姐。蔡博真会过意来，当场宣布自己跟伍仲文结婚了，在场的人，无论是国民党还是地下党，都是见证者。其余的地下党员见蔡博真俩人看淡生死，无不受到了感染，情不自禁唱起了革命歌曲。车上的反动派听得真切，情急之下大声喝斥，但依然无法让齐唱革命歌曲的地下党闭嘴。军车开到刑场上，蔡博真和伍仲文一行人走到行刑地点，一行人为了革命事业，付出了宝贵的生命。时间回到1929年，开学季到来，许多新生到莫斯科大学报到。伍仲文进入大厅，为一个初来乍到的新生指路，随后走到报名处，查询来报到的新生。报名处摆着一张桌子，桌下放着一个行李箱。伍仲文无意间瞧见了放在桌下的行李箱，眼里流露出一丝惊讶，蹲下身查看行李箱。

渐渐地，伍仲文认出了行李箱的主人是蔡博真，于是激动万分站起身，大声呼喊蔡博真的名字。蔡博真出现在群中，面带笑容看向伍仲文。俩人的目光交织在了一起，蔡博真跑到伍仲文面前，送上热情的拥抱。一切尽在不言中，俩人紧紧搂住彼此，笑得合不拢嘴。一对有情人回国后，走上了反国民党的道路。同生死，共患难，最终双双被国民党逮捕，一起死在了国民党的枪口下。