《兵临城下2010》的故事发生在1941年秋天。日军大规模空袭成都，百年老字号锦江春的少掌柜杨少诚亲眼看到驻防司令叶怀忠乘坐的吉普车突然爆炸。叶司令当场身亡，副官凌辉身负重伤、浑身是血。少诚将他送往医院，军统站副站长陈剑锋也赶到爆炸现场。经过查看，他在车底发现了一枚德国产定时炸弹的残骸，立即判断叶司令之死并非意外，而是一场精心策划的谋杀。
医院内，行动队长许尔根带人闯入病房，凌辉趁乱将一个美式烟盒悄悄塞进杨少诚口袋。随后，许尔根把少诚和凌辉带回军统站审讯。叶司令的女儿叶眉当时正在军统站担任机要员，得知少诚救下了潜伏在司令部的共产党特工凌辉后，持枪冲进审讯室，准备当场枪毙少诚，幸亏陈剑锋及时出面劝阻。
凌辉最终撞死在刑台上，令杨少诚受到极大震动。陈剑锋擅自释放好友少诚，因此与站长顾华泽爆发激烈冲突。少诚回到家后，发现烟盒夹层里藏着一张当票。与此同时，毛人凤发来密电，命令陈剑锋彻查叶司令遇害一案。陈剑锋打算借此扳倒顾华泽，而顾华泽则认为陈剑锋来历复杂，早晚会取代自己的位置，于是也暗中谋划除掉他。
杨少诚的弟弟少义沉迷赌博，把家中的房契、地契输给了陈剑锋父亲陈子秋的手下、袍哥头目马三。为了替弟弟还债，少诚决定利用凌副官留下的当票赎回一批金银财宝。没想到赎回来的并非财宝，而是一本晚清版本的《山海经》。日伪特务谷又丰一路跟踪少诚来到当铺，少诚借助暗道逃脱，却被叶眉打晕后吊在屋梁上。此时，陈剑锋也追踪日伪特务来到这里。少诚趁叶眉与陈剑锋产生误会之际，偷走了那本《山海经》。
回到家后，少诚拆开书册，意外发现其中竟藏着一张隐形地图。他独自循图进入地洞，发现里面分布着四通八达的地下通道，并藏有大量军火和烟土。直到这一刻，他才意识到，一旦这些军火被点燃，整座城市都将陷入毁灭。
