小火车的开动使土匪们气急败坏，他们要给立足未稳的小分队点颜色……小火车运行遭到土匪的伏击，负责押车的高波等战士英勇牺牲，而随车送牡丹江受审的小炉匠栾平却中途溜走了。
栾平在火车上同样被抓获的土匪处得知李月娥被威虎山的土匪挟持的消息，溜到土匪联络点神河庙了解情况。被守在外面侦察的杨子荣等人发现，突然袭击搜庙，摧毁了据点缴获了电台，从栾平手中救出了李月娥，栾平滚下山崖……
李月娥流产大出血，白茹英勇献血。小分队安排李月娥住在槐花家中，槐花竟然在李月娥棉袄的夹层中发现了一张联络图。可是，军分区却无法破译这张联络图……
少剑波总结了小火车被炸的教训，按照军分区的指示准备攻打大锅盔。但是大锅盔是平原，小分队的马追不上土匪的爬犁。少剑波从功联红军的记录片中想到了滑雪，军分区派来了苏军少校萨沙前来教小分队滑雪，很快就在茫茫林海里出现了一支行动飞快的滑雪小分队……
随后，小分队充分利用集体智慧和滑雪的优势，“将计就计”、“调虎离山计”、“毁巢毁屁股”、“槽头炸马”、“林海雪原大周旋”等一系列的智勇之战，将林海雪原中的大锅盔山和四方台上4个旅的匪徒逐一剿灭。
此时的杨子荣已不是当初满身江湖气的炊事员老杨头，他已经成长为一个智勇双全的侦察英雄。他将各路匪徒的情况摸得清清楚楚，并与孙达得、老北风一起活捉了日本女特务野田清子，巧妙地利用马的特性设计击毙了胡彪，找到了大烟土。老北风也因此得到了田司令的亲自接见，正式加入了民主联军。
这些性格、外表、年龄、出身迥然不同的革命军人，在共同的剿匪战斗生涯里逐渐结下了比同志更亲密的兄弟情谊。
为了彻底消灭最后也是最顽固的威虎山上的顽匪，少剑波和杨子荣数夜未眠，共同上演了一出机智壮烈的“智取威虎山”……
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