抗日战争时期，一九四一年五一反“扫荡”中，冀中平原东北军将领吕正操率领的抗日游击队，坚持敌后抗日斗争的故事。

电视剧一开始，八路军和日军的战斗十分惨烈。战斗中八路军排长史更新身负重伤，但他仍然用刺刀杀死几个鬼子。后来被老乡发现，故意引开打扫战场的鬼子，史更新侥幸逃生。

鬼子在小李庄屠杀百姓，史更新看到后气愤难忍，正欲冲出去与鬼子拼杀，所幸被区委宣传部长齐英拦下。后被齐英和小李庄民兵队长李金魁、愣秋转移至小李庄群众家中隐藏养伤。

小李庄的地主何大拿是一个死心塌地的汉奸，儿子何志武为鬼子做翻译；女儿何志贤则是八路军的医生，改名林丽。林丽和所在部队在突围的战斗中被打散后，被两个日本鬼子欺负，被游击队的肖飞杀死鬼子后获救。

《烈火金刚》塑造了众多的抗日志士，他们在极其残酷的条件下，和日寇展开了艰苦卓绝的搏杀，用满腔的卫国热血，谱写一曲悲壮的抗日篇章。剧中的八路军排长史更新，区宣传部长齐英，民兵队长李金魁，游击队员肖飞、楞秋，八路军女军医林丽、八路军骑兵营的丁尚武等，和鬼子斗智斗勇，用大量细致惊险的故事情节，讴歌了中华民族的优秀儿女不畏强敌，不怕牺牲的英雄气慨，与日本侵略者血战到底的坚强决心。

《烈火金刚》在对伪军的描写表现上，比较客观地反映他们中的一部分人，并不都是一群都泯灭了良知的人。剧中有一场戏，鬼子在小李庄抓了许多的抗属妇女做人质，企图引诱游击队救人时一举歼灭。不料当鬼子去提被关押的妇女，供他们排泄兽欲时，遭到被抓来的妇女的拼死反抗。鬼子猪头小队长兽性大发，当场杀死几个反抗激烈的妇女。妇女们惨烈地呼叫，唤醒了看守妇女的伪军小队长刁世贵的良知，他和他手下的伪军们一起狠狠地痛打了小鬼子一顿，并把鬼子和猪头小队长捆绑起来。虽然伪军遭到了鬼子的杀害，但他们那种不甘看到自已同胞姐妹受辱的反抗精神，也着实令人肃然起敬。

史更新的伤势越来越严重，肖飞只身进城，把城里的鬼子汉奸闹得晕头转向。在药店获取药后，凭着一身武艺和敌人搏杀，冲破敌人的围追堵截，顺利地完成“买药”任务，史更新的伤情也得到了有效的控制。

为营救八路军战士，外号叫“大刀”的丁尚武，他在反“扫荡”的突围战中，他一人用大刀砍死十几个鬼子负伤后，被鬼子抓住。游击队员们在史更新的指挥下，设计端了鬼子的炮楼，解救出被抓的妇女。炮楼的枪声把刑场上的鬼子吸引了出来，鬼子下令押解丁尚武回牢房。这时混在人群中的游击队员趁机把押解的鬼子和伪军消灭，成功救出了尚武。在掩护游击队撤退时，游击队长李金魁不幸牺牲。

伪军大队长高铁杆带领伪军，趁小队在县城偷袭日军之际，突袭小李庄。何大拿带着伪军挨家挨户搜刮抢粮，并放火烧毁村庄。不料伪军在运回抢来的粮食时，半路被猛虎寨里的土匪劫走，高铁杆以为碰上了八路军，吓得落荒而逃。

小分队舍生忘死在土匪巢穴中，夺回乡亲被抢的粮食，获得了人民群众的信赖；后又经和鬼子汉奸的激战，救出在田家洼，被田大姑舍命救治的反战日军士兵武田。小分队冲破敌人的层层封锁，终于来到鸭梨岛八路军联络站，史更新和丁尚武的伤也得到彻底的治疗，伤势痊愈。武田也被送到了后方根据地，小分队也得到了休整。

小分队为了阻止日寇的细菌武器进山区作战，齐英、愣秋、林丽等小分队成员英勇牺牲。《烈火金刚》和其它的抗战剧不同之处的是，它着重突出了在日寇残酷地“扫荡”中，比较真实地展现了我抗日军民不畏强敌，英勇顽强地与鬼子进行了殊死的战斗，以及小李庄的群众在与日伪军的反“扫荡”，反复拉锯式的较量。在敌我力量悬殊时期，历经生死，浴血奋战，最终将侵略者及其汉奸走狗消灭的艰难过程。