电视剧《孤胆英雄》讲述的是双胞胎兄弟高明和林峰因信仰、效忠的派系不同，导致兄弟二人意见相左，林峰冒充哥哥高明潜入国民党成功窃取情报，并和嫂子肖红在一起的故事。
抗日战争胜利后，共产党和国民党之间的矛盾日益尖锐，双方一边和谈，一边悄悄准备进攻。共产党员林峰奉命潜入国民党收集资料，掩护其他革命进步人士。
林峰利用了双胞胎哥哥高明的身份，高明是国民党上校，林峰趁着高明重伤之际，以高明身份出现在人前，住在高明家，尝试做高明平时的工作。
高明妻子肖红发现“高明”异样，却出于个人感情原因，没有揭露林峰真面目，反而掩护林峰完成任务。林峰未婚妻红梅担心林峰安危，但林峰却已经爱上嫂子肖红。
林峰怕牵连红梅，故意不和红梅相认，偏偏红梅不肯放弃，最后红梅和蓝金枝分别为最爱的林峰献出生命。双胞胎哥哥高明也意外惨死，亲人和朋友的相继离世给林峰带去很大打击。
林峰在共产党卧底老高和老赵的帮助下，从吴克忍手中救下肖红，带走了夜鹰计划的资料，成功抵达延安，粉碎了国民党的夜鹰计划。