在民国时期，中国大陆正经历着军阀割据和混战的困局。日本在东北扶植伪满州政权，暗中策划侵华计划。与此同时，远东古玩黑市上出现了大量来自关外的珍贵文物。为了保护这些国宝，中央文物保护组织决定启动一项重要行动。他们在远东铁路枢纽哈尔滨秘密开设了一条专线铁路，旨在将关外收集到的国宝安全运送到关内。然而，九龙镇一带的满清秘藏成为了盗墓贼们争夺的目标，频繁的炸山事件引起了广泛关注。这一切表明，国宝专线的安全已经受到威胁，特别是日本军方对这条专线的察觉，使得保护工作变得愈发紧迫。在这样的背景下，年轻的考古学家张一鸣和杜萧接到了文物保护组织的紧急任务。他们被要求在十天内完成一项艰巨的任务——将满清秘藏中的珍贵国宝送上即将取消的最后一班列车。他们两人虽然都是文弱书生，但都怀着一腔爱国热忱和丰富的考古知识。他们迅速前往九龙镇，面对着层层艰难的挑战，开始了紧张而充满危险的国宝守护之旅。他们必须充分利用自己的专业知识，克服重重困难，以确保这些珍贵的文物能够安全送达。
