《桐柏英雄》描写了解放战争时期，中国人民解放军的一个纵队，挺进桐柏山，开辟桐柏新区的战斗故事。

徐仲良因为地下党员也是邮递员的父亲遭到日本人暗杀而走上了革命道路，在担任邮递员传递情报的过程中，他相继失去了他的同事——地下党员也是邮递员的周三，失去了同情并帮助革命的神父布朗，失去了他的第一个妻子——除奸队员秀芬。但仲良没有退缩，并与当时埋伏于敌人身边、为我党传递情报的苏丽娜共同努力，一次次出色的完成各种重要情报的传递。在上海解放战斗中，仲良因当向导遭到敌人的伏击受了重伤，仲良在这个环境中将自己锤炼成一个彻底的革命者。

1927年秋，日本陆军总部命令东京大学生物研究所研制大规模杀伤性生化武器“ANGEL”，欲用于侵华战争。身为东京大学高级专家的吴文皓得知此事后异常震惊，立誓要阻止日本人的研究，并抢在他们前面研制“ANGEL”的解药“SR”。随后，吴文皓带着他的日籍妻子秘密回到奉天，可在车站上迎接他们的却是他的大舅哥——身为日本特高课行动组组长的三浦一郎。进而在他们三人之间为了抢夺“ANGEL”和解药 “SR”展开了一场爱恨交织的殊死搏斗，期间多名中国共产党人、爱国志士为保护“SR”献出了生命。最终用鲜血和生命终结了“ANGEL”可能带给中国人民的灾难，捍卫了民族尊严，见证了一段荡气回肠、历久弥坚、同仇敌忾的往日情怀。