《女子炸弹英雄》于2011年7月在横店开拍，该剧延续了上一部的故事，仍然以女子和炸弹为主题，继《女子炸弹部队》之后，原班人马齐聚一堂，又开始了艰苦的拍摄历程。

故事发生在1945年的陪都重庆。国民党特训班学生许忠义（沙溢 饰）因留级奉命进入沈阳的军统组织，他的任务是打入中共部队做卧底，军统沈阳站特务头子陈明（赵纯阳 饰）不明就里，对许的突返东北心存疑虑，许忠义设局巧妙地化解了陈的猜疑。由于许忠义当年是被迫加入军统组织，逐渐被共产党仁义精神教化，最终向我党自首，经过对他严格考查，党决定让他在敌人内部为我党发挥作用。投诚的许忠义利用敌人连吃败仗的厌战心理，在其内部分化瓦解，并为我军提供了大量急需的军用物资。原先他在军统的老对手齐公子（曹炳琨 饰）来到沈阳，带来了上峰拟定的“渗透”行动方案，许忠义深知山雨欲来……

节后的春运高峰，江城火车站走出来两个在火车上相识的农村青年马少飞和林秀芝。马少飞不甘心在一个小镇上当一辈子乡村教师，来江城寻梦，因一时找不到工作而陷入窘境。他的同学陆鸣，追求江城房地产巨头江云浦的女儿江玫，遭到江家反对，请出马少飞帮忙，马少飞由此认识了江云浦的秘书苏曼。林秀芝也来自农村，因家庭贫困而放弃了上大学的机会后，母亲让她到同江城办民工学校当教师，并寻找生身父亲。马少飞在苏曼的帮助下在股市上掘到了第一桶金，买下了民工子弟学校，开设了新的公司，却又受人陷害，身陷囹圄。马少飞出事后，林秀芝以最大的坚韧，做民工学校的义务教师，艰难地维持着学校的正常运转。几经磨难风雨后，马少飞决定放弃投机梦，顺应时代潮流，到乡村去办一所学校，实现当代青年真正的人生价值。

王雪梅（宁静 饰）的家人因为拥有江湖上人人觊觎的至宝天魔琴而惨遭灭门，幸存的王雪梅和尚且年幼的弟弟亦因此失散，从此在人们的视野里销声匿迹。一晃眼十六年过去，吕麟（陈浩民 饰）是天虎镖局当家吕腾空（高峰 饰）的养子。某日，一个神秘人物找到了吕腾空，委托他护送一个镖盒至苏州。瞒着父亲，吕麟独自带着镖盒踏上了旅途。