抗联战士庞天德(朱亚文饰)所在部队被日本关东军疯狂围剿,不得已暂时撤入苏联境內。苏联方面安排娜塔莎(伊莉莎饰)负责中国军人的谍报培训工作,她十分欣赏聪明俊朗的天德,两人萌生深深爱意。训练结束后,俩人被派遣到境内与地下党接头。他们成功烧毁了日军码头,处决了苏军败类罗斯托夫(安德烈拉泽夫饰),为苏联方面搜集了大量详实的情报,随后,娜塔莎奉召回囯。天德拒绝了父亲(马恩然饰)为他安排的婚姻,只想与娜塔莎早日重逢。新中国成立后,娜塔莎以苏联专家身份来到中囯,正待两人准备登记结婚时,中苏关系破裂,从此二人天各一方。改革开放后,天德牢记当年的约定,在中俄边境见到了魂牵梦绕几十年的娜塔莎......
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