某市医院发现一名罕见病毒致死的死者，引起院方高度重视。院方派出以陈强和江萍两名专家为负责人的专家小组，负责调查死因。

院方了解到的资料显示，死者35岁，桃花庄村民。

从死者死亡后的状况分析，死因既像鼠疫，又像霍乱，或者说像炭疽病。院方将死者的死因作为病例上报细菌研究中心。因病毒的罕见性，在细菌研究中心引起震动。病毒研究中心给这种病毒命名“黑色死亡”，并迅速上报上级主管部门。

为防止“黑色死亡”病毒蔓延扩散，彻底搞清病毒来源和宿主，上级领导部门组织成立了由细菌研究中心和部队防疫部门组成的联合防疫大队，陈强担任队长。陈强的未婚妻江萍，也被留在防疫大队。防疫大队进驻桃花庄，对桃花庄实施警戒隔离。

在与桃花庄隔河相望的防疫大队营地，在陈强的带领下，队员们冒着炎热酷暑，开始了艰苦细致的取证查验工作。调查取证中，防疫大队带来用作实验的兔、鼠，相继被一种类似蚁类的爬行动物吞噬。在被啃啮的鼠骨上，防疫大队欣喜地发现了“黑色死亡”的病毒。

为进一步验证“黑色死亡”病毒，防疫大队向上级申请调来用作实验的猴子。注射了正在研制的防疫血清的猴子，放进了桃花庄隔离区。不久，陈强发现一种规律：每逢雷雨到来之前，不知名的宿主就会出来攻击它们碰到的活物。

观察中，江萍为救一只用于实验的猴子，感染上“黑色死亡”病毒，光荣殉职。未婚妻的死，在陈强的心理留下阴影。陈强忍着巨大的悲痛，继续取证查找。此时，国际红十字会派来国际调查组，其中就有陈强曾在国外合作过的法国博士皮埃尔、持不同看法的日本细菌专家野村博士。

随着调查的深入，“黑色死亡”病毒终于浮出水面。原来，“黑色病毒”是二战期间日本侵略军在桃花庄投下的一种用硅藻土烧制的细菌弹。战争结束后的60年里，这些带菌弹体在地下繁衍滋生，变异病菌，感染蚂蚁，这些被感染变异的蚂蚁，就是“黑色死亡”病毒的宿主。面对现实，野村博士不予相信，不顾防疫禁令，擅闯进禁区，试图挖掘工兵勘测出来的埋点，以证明埋点地下不是日本细菌弹，结果被带毒的蚂蚁感染。

为营救野村博士，陈强在自己也感染病毒的情况下，将仅有的一支血清注射进了野村的体内。危急关头，“黑色死亡”被烈焰焚烧，陈强因总部及时送来的血清得救。