《向着炮火前进》的故事发生在1945年初。日本一架运输机载着最新式密码机和密钥本，准备运往日本。我国北方某省的团城，独立三团团长刘建功（王新饰）正率部在团城外围的狐牙岭一带，与据守团城的八重带日军展开殊死搏斗。
运输机飞经虎牙岭上空时，恰逢狐牙岭土匪头子雷子枫（吴奇隆饰）为母亲庆祝寿辰。为了给母亲听个响，雷子枫试放大炮，没想到炮弹竟阴差阳错地击中了日军运输机。飞机坠落后，装有密码机和密钥本的密码箱正好落在正在虎牙岭打猎的石敢当（谢孟伟饰）和爷爷面前，石敢当也因此意外得到了密码箱。
与此同时，刘建功取得战斗胜利后，奉命赶往飞虎岭，与特派员上官于飞（甘婷婷饰）一同寻找密码箱和密钥本，并很快发现了密钥本。然而，就在此时，日军也赶到了。
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