第二次国内革命战争时期，国民党反动派对红色根据地发动大规模进攻，企图围剿红军主力。在江南的一处苏区，儿童团员丹丹和弟弟冬冬手持红缨枪，正在杜鹃花盛开的山坡上一边放羊，一边警惕地站岗放哨。突然，远处传来震耳的枪声，山上的红军队伍开始撤退，附近山谷中的乡亲们也纷纷转移。村苏维埃主席二爷爷连忙叫上丹丹和冬冬，带着他们一起撤离。
途中，姐弟俩在芦苇丛中发现了红军司令员受伤后失散的白龙马。看到这匹熟悉的战马，丹丹想起红军司令员曾牵着它带领队伍进村的热闹情景。姐弟俩立即把白龙马藏到隐蔽处，为它疗伤，并下定决心尽快治好它，再送回红军司令员身边。经过他们的细心照料，白龙马很快恢复了健康。丹丹挥舞花环，冬冬吹着芦笛，姐弟俩围着白龙马欢快地跳了起来。
然而，他们的行踪被白匪兵发现。为了掩护孩子们，二爷爷不幸被捕。后来，冬冬到河里捉鱼时，白龙马越走越远，竟跑进了敌人的马群。丹丹焦急万分，忍不住责怪弟弟。姐弟俩四处寻找白龙马，却被白匪兵发现，冬冬也遭到抓捕。在敌营里，冬冬意外见到了二爷爷，还发现白龙马就在敌人的马群中。一次外出做苦役时，冬冬机智地吹响白龙马熟悉的芦笛信号，将它引了出来。白龙马随即奔向红军驻地，敌人的马群也跟着它一同逃离。
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