豆蔻年华的苏菲（熙娜饰）成了总队的一员，受着总队以及校领导的照顾，一度成为大众眼中的小红花。南薰（冯学峰饰）为了替兄弟报仇，凭借自己的技能成为了第一候选机长，然而入伍后，所有人对他的态度都非常敌视。他一边要担负重任，一边要争取自己的尊严，一段荒唐命运之旅就此展开。
身无长物的贺依那（张颂文饰）因一次机缘巧合而加入了部队，和南薰因一起查案而结下了深厚的友谊，他却因为一次任务承担全部责任而受到了非人的对待，失去了他一生最重要的东西。
最后，部队终于发现高粱案的真相，但是却牵扯到了更为核心的机密，南薰、贺依那等人在两岸三地艰苦的追捕中，终于真相大白。高粱背后的真相令人惊叹，而王牌部队的结局也有着意料之外的影响。
《王牌部队》从抗战细节入手，以王牌部队的传承，讲述了一些不为人知的小故事，也让观众可以更为全面地了解抗日战争期间国军猛烈的反击战。