《孤战迷城》讲述了抗战胜利前夕，中共地下党员欧孝安（黄景瑜 饰）潜伏于军统期间，从日军生化毒气研究所的监狱中越狱逃生，却因重伤昏迷被中国远征军救下。醒来后，他发现自己失去了被关押近四年的全部记忆，只能从四年前记忆中断的地方重新出发，一点点拼凑过往，并暗中调查日本间谍黎少堂（马思超 饰），试图揭开他的真实面目。调查过程中，欧孝安与同为中共地下党员的覃墨卿（辛芷蕾 饰）经历了彼此质疑和试探，最终携手合作，成功找到日军生化毒气研究所并抓获日军情报司令长官大桥和野。抗战胜利后，国民党企图全面接收日军生化毒气研究所遗留的人、财、物，为日后与中共作战做准备。得知这一情报后，欧孝安粉碎了这项阴谋，也揭穿了黎少堂日本间谍的身份。最终，这位在中共地下党内代号为孤星的战士，重新回到了党组织的怀抱。
