一八路军战士缴获了日军的战略进攻地图，但无奈身负重伤，只得将地图交给自己的农民弟弟二柱，拜托其赶到火车站把地图送给同志。与此同时，来自东北的秦贵（黄宏 饰）被掌柜委派，去火车站接收地图，另一方面，立志加入八路军抗日的弹棉花农民老幺（魏宗万 饰）和自家年轻的叔叔顺子（赵亮 饰）四处寻找八路军的队伍，叔侄俩在茶馆中偶遇擅长口技的说书人（徐玉琨 饰），三人在日本军官佐佐木一郎（孙敏 饰）带队追索地图的枪火中救下了已经受伤的二柱，说书人顶替二柱交接地图，老幺和顺子则一路狂奔引开了佐佐木的队伍。在火车站，秦贵误认说书人是八路军接头人从而死缠不放，随后赶到的老幺和顺子短暂汇合后四人被日军的炮火再次打散，秦贵、老幺和说书人被困地窖，顺子去邻村搬来村民搭救，一场普通人和鬼子的追逐好戏正式上演……

1938年，被恐怖所笼罩的上海连续发生几起暗杀事件案，这些血案并非出于偶然。七七卢沟桥事变后，日本帝国主义的铁蹄踏向整个中国大地，中华民族到了生死存亡的关头。然而，GMD投降派汪却秘密访问日本卖国求荣。因此，日本内阁宣布，不与蒋为谈判对象。蒋极为气愤，命令戴笠领导的军统抗日除奸，和汪一伙进行绞杀，一场腥风血雨特工战在上海拉开序幕……

该剧以三大战役为背景，塑造了以柴福东为首的共军特工队和以马伯驹为首的国民党军统之间的殊死较量。《冷枪手》集谍战、枪战、夺宝等精彩元素于一体，突出表现了特工队的成员们的才智，众心如城为完成民族大义。