兄弟营剧情以武昌战役为故事背景，讲述了以石一(海顿饰)为首的革命党人在猛虎营内巧设妙局，抓寻内奸“杜鹃花”的故事。该剧描绘了在北伐战争期间，革命党人和爱国人士步步为营，在小家和大家之间不断选择，最终成就了革命大义。
北伐战争期间，国民革命军驻扎在县城整装，准备摸清直系军阀在武昌的守军兵力部署和武器装备情报后，发动攻打武昌的战役。石一利用特殊身份，不顾个人安危，在刑场成功营救了欲被直系军阀杀害的诸多革命党，致使身份暴露不幸受伤。石一被护卫队救出，为了保护他，组织建议他启用化名赵石磊。
养伤期间赵石磊与护理员互生情愫，伤好后他与营长梅山海在组织的见证下举行了集体婚礼。婚礼上，赵石磊与梅山海却收到消息营部有女叛徒。他俩决定查清真相，与政治部主任崔光明一起巧妙设计布局。
最后抽丝剥茧，发现此乃武昌守城司令袁玉郞使用的一个离间计谋。赵石磊与梅山海以其人之道，利用叛徒向袁玉郞发出诱敌情报，最终与北伐军一起粉碎敌人阴谋，为全歼敌人扫清了障碍。
