918事变爆发，戍边家族顾家抵抗日本兵，遭遇灭门。顾家养女顾雪萤死里逃生，去往齐齐哈尔找寻未婚夫顾照龙。顾照龙卧底成为伪满军官，顾雪萤觉得他已经判变，为维护家规，决定杀掉顾照龙。顾雪萤去往千山投靠抗日义勇军，并参与义勇军三打哈尔滨之役。后义勇军在共产党领导下重组为东北抗联，真正发挥出了战斗力。顾雪萤发现顾家的忠义使命，与共产党的纪律如出一辙。她在战场上数度与顾照龙相逢，却始终没能手刃对方。在无数次战斗中，顾雪萤与参谋沈雷志逐渐相爱。沈雷志被抓捕到新京，顾雪萤潜进解救，发现敌人又是顾照龙。抗日战争接近尾声，已经知道实情的顾雪萤被编入教导旅，与顾照龙一同打下了东宁要塞，顾照龙却英勇献身。
《北国英雄》的巾帼主题，在某种意义上，能够说是填补了21世纪抗战剧“阳盛阴衰”的窠臼，让21世纪过着幸福生活的众多观众，从另一个层面上看到了战争的残酷性和中华儿女不屈的气节，非常具有时代意义。与传统式的“男子扛大梁”不一样的是，电视剧《北国英雄》更为着重于对抗战时代传奇女子的描绘，剧情的跌宕起伏和情感的真挚复杂交织在一起，剧里无论是顾家遭遇灭门过后，女主顾雪莹万里寻夫却巧生误会；又或者沈雷志和顾雪莹之间产生于抗战时代的崎岖情感，充满了让人欲罢不能的吸引力。
