《孤胆女英雄》剧情讲述了女土匪赵红花在***的领导下，成长为有着坚定革命信念的中国***党员和八路军抗日女英雄的故事。

1941年我军截获日军准备进攻太行山土匪山寨青龙寨的情报，指派兵工厂厂长赵刚查明情况。赵刚尾随日军密探来到了青龙寨，却被当作奸细被抓。寨主之女赵红花不愿嫁给山寨的接班人江大龙与赵刚合作出逃，日本人趁机占领青龙寨。

红花将拯救山寨的希望放在**营长唐淮川身上，却迟迟等不来支援只得率部攻山救父。赵孔武为掩护女儿红花牺牲，赵刚救出了红花，红花加入了八路军。独立团成立，赵刚任政委还带来了未婚妻杨柳青，红花被迫收起对赵刚的好感。

一次战役中，杨柳青因破译日军电文失误导致独立团遭重创，杨柳青失踪。红花帮助悲痛的赵刚走出低谷，两人的感情升温时，杨柳青却回到了独立团。日军利用杨柳青的求胜心切设计陷害，赵刚营救杨柳青遇险，杨柳青为保护赵刚牺牲，临终前真心祝福红花和赵刚。红花和赵刚带领独立团终于击败日军夺回了青龙寨。