抗日战争时期，黑山镇上，一队日军在田间地头对战俘进行驱赶，他们想通过这样狩猎的方式将他们杀死，猎狗也追赶过去，日军将那些战俘的尸体运回，女地下党员苏雅和战友小夏在林中突然出现被日军俘虏。游击队得知苏雅要被转移时带队前去营救，神秘人物的出现打乱了日军计划，游击队全线出击追赶日军，日军急忙开车逃走，他们听说黑山里藏有一个幽灵，可能是他所为，救人的事情只能往后拖。
日军阿部在战斗中负伤，山县队长知道意大利教父擅长医术，教父带着见习修女安娜一同前往，安娜是一名熟练的护士，她只好跟随过去。苏雅的任务是负责运输一批药品去根据地，组织上命游击队实施救援，马杆子戴获日军电报知道他们无力运输苏雅，日军要对她就地进行审讯，他们想知道药品藏在何处，山县对受伤的小夏进行折磨，小夏咬舌自杀。阿部身上的子弹被取出，但他失血过多，仍在发高烧。
安娜到劳工营救治被日军山县严刑拷打的女地下党员苏雅，苏雅十指受伤。苏雅的坚贞让安娜感动，并萌生帮助她的愿望。在安娜的帮助下，游击队知道了苏雅的处境，并决定进行营救。劳工营的一些女犯罪准备越狱，还去准备了肉来吸引那些追赶的狗。
山县准备饭菜请安娜吃，还问起苏雅的情况，安娜有些紧张。苏雅在劳工营中见到自己的同志，组织上一直在想办法营救她，她不希望组织上冒险，她只能描述出藏药的大概位置。山县得知营地里有共产党的内奸，劳工营女犯听到了苏雅和伙夫老王的讲话，安娜也被山县打了一巴掌。
逼问之下女犯被带下去关押起来，山县对那人盯了很久。劳工营厨房的共产党地下党员老王被日军吊起来，安娜对苏雅进行劝说，山县因为她的存在感到这几天生活的充实。山县让安娜不得轻易离开，安娜被安排到苏雅那里照顾她，她看着老王牺牲。苏雅早就做好牺牲的准备，安娜感觉日本人就是魔鬼。
怒血战蝶第2集剧情介绍劳工营的女工们想逃走时遇上安娜和苏雅，她们听到苏雅的祈祷，她们不想被日本人送去做慰安妇，女工们跪在地上求安娜帮忙。安娜将哨兵支开，女工们从窗户里跳出去，安娜担心成为她们的拖累，没有一同逃走。安娜让哨兵在门口等着，她去看望阿部，安娜能帮的只有这么多。女工们发现院里的狗后将肉扔过去。
山县看到门口哨兵后进屋查看情况，安娜假装给阿部看伤。女工们趁着夜色想逃走时被狗发现，劳工营的警报声响起来，想逃走的几名女工被抓回去，她们被日本兵用棍子暴打一顿，山县还不准备将她们杀死，挨打之后又被关押起来。山县找安娜质问起来，还打了她一耳光，苏雅替她辩解。
怒血战蝶剧照
安娜鼓励着苏雅，她是藏药地点的唯一知情人，组织上知道日军准备在后天将安娜进行转移。安娜让苏雅去镇上贴出告示，苏雅贴告示时被人跟踪，共产党地下党人员看到后知道老张才明白上面的意思。神父担心安娜受到伤害，她想帮忙照顾苏雅，安娜已经认神父为义父。跟踪安娜的人被人叫住，队长见到安娜后了解了苏雅的情况，他让她带话进去。
山县得知安娜贴出的告示后怀疑她被安娜赤化，他命人继续严密监视安娜并在邮政所门口盯着。山县和阿部从小一起长大，他一直把他当兄弟看待。神父和安娜被阿部盘查，阿部还要搜身，搜查之后放他们过去。区里建议游击队按原计划行动，老张知道他们见了安娜后猜想可能会带来危险，安娜将他们的话带给苏雅。
神父想让安娜跟随自己离开，他担心她随时都有危险，她想留下来帮助苏雅，神父一个人离开。安娜去了厨房称需要一些盐，她趁机在米缸中找到枪支，但阿部进来后她慌忙调盐水，等他走后安娜将枪带走，带走后交给苏雅，还帮忙组装好，苏雅对她表示感谢，安娜也希望她成功。黑山游击队按计划去营救苏雅，他们抢占了高台和暗堡并趁机杀死一些日本守卫。苏雅看到他们来了，但游击队不知道他们在哪儿，安娜用枪将门锁撬开，苏雅出去后拿到钥匙将其他人都放出去，她们刚一出去就被狗拦住去路，山县听到狗叫声醒来。
怒血战蝶第3集剧情介绍山县听到狗叫声后醒来，狗被开枪打死，游击队向日军也发起攻击，日军对逃跑的犯人进行追捕，接应苏雅的同志接错了人，逃跑的女犯有很多又被抓回去，苏雅和安娜躲在草丛里，苏雅提出往镇上方向逃，这样反而会更加安全。通往黑山的路被日军封锁，山县不让人向上级汇报犯人人越狱之事，他命人去继续追捕安娜，苏雅和安娜看到逃跑的女工被开枪打死。
日军派出警犬追踪安娜，苏雅和安娜踩过辣椒后躲过追捕，山县命人对全县挨家挨户进行搜查。被游击队救出的人是冯丽丽，她是镇上的人，这让游击队有些失望，他们知道那把枪是安娜给的，冯丽丽知道安娜和苏雅在一起。安娜带着苏雅去了福伯家中，进门后她让高静思帮忙找个地方躲避一下，高静思将她们藏在柜子里的暗格中。日军在高静思家中搜查，他们一无所获，高静思紧紧地松了一口气。
游击队怀疑老王出事是有人告秘，冯丽丽听到他们谈话，他们准备派人将她送到安全地带，走的时候还带她多转几圈。高静思家的地窖是她爹为了藏钱才挖的，没人知道，安娜和苏雅暂时在那里避难。黑山镇上窝藏逃犯的人被日军开枪打死，神父祈祷这场战争快点结束，他还让人将那些尸体送到教堂。山县让神父帮忙找到安娜和苏雅，神父表示无能为力。高静思让福伯先回省城，等她将苏雅和安娜送走后也会过去。高静思从神父那里弄来药给苏雅服用，她在张老板的店铺里没说出苏雅的情况，他知道邮政所门口都被日本人盯着。
苏雅不知道如何和山里的游击队取得联系，她从高静思带回的补品中看出同志们给她的暗号，她让高静思帮忙给组织上汇报情况，高静思乐意帮忙。山县派人马上包围高静思家，他们知道高静思是安娜最好的朋友，她们三人想出去时被日军堵在门口。游击队准备接应苏雅离开，他们开枪和日军战斗起来。
苏雅知道此时只能自救，她们从后院用梯子翻墙离开，游击队也只好撤退。老周带游击队回去后让张奕林有些担心，苏雅想去找山县让他放过安娜和高静思，安娜见到神父后求他帮忙，她想装成死尸混出城，神父答应帮忙，还给她们三个都注射了能造成假死的样子。
