故事开篇，石头村还是个宁静的村落。30岁的李山河是村里唯一的教书先生，平日里带着孩子们读“天下兴亡，匹夫有责”，日子平淡却安稳。直到日军的铁蹄踏过易水河，村庄遭遇扫荡，粮食被抢，房屋被烧，李山河的学生小虎为保护妹妹被日军刺死——这一幕成了他从“教书先生”到“抗日战士”的转折点。
目睹惨状的李山河没有退缩。他找到村里经验丰富的猎户赵老枪，又联合从县城逃来的进步学生林晓月，决定组建一支“石头村抗日小队”。起初，村民们大多恐惧，有人劝他“别惹事”，有人偷偷收拾行李想逃，但李山河在祠堂前敲着铜锣喊的那句“跑？往哪跑？咱们的根就在这石头缝里！ ”让更多人停下了脚步。
小队成立后，李山河利用自己教过的地理知识，带着队员熟悉地形；赵老枪负责教大家打枪、设陷阱；林晓月则用从县城带来的传单，向村民宣传抗日道理。他们的第一次“战斗”是伏击日军的运粮队——没有像样的武器，就用土制地雷炸马队，用削尖的木棍扎轮胎，最终截下了两车粮食，分给了村里的老人和孩子。这小小的胜利，让石头村第一次有了反抗的底气。
但日军很快展开报复。汉奸告密后，日军小队长松井带着队伍包围了村庄，扬言要“烧光石头村”。危急时刻，李山河让林晓月带着妇女儿童从后山密道转移，自己和赵老枪带着队员们在村口阻击。战斗中，赵老枪为掩护李山河拉响了最后一颗手榴弹，临终前喊着“山河，守住乡亲们！ ”；年轻队员狗剩被日军抓住，宁死不说密道位置，被刺死在村口老槐树下。
就在李山河等人快要撑不住时，转移的村民们又回来了——拿着锄头、镰刀、扁担，从日军背后冲了出来。老人们用土灶烧滚水泼向敌人，妇女们把缝衣服的剪刀插进日军的腿，孩子们则爬上屋顶扔石头。这场“全民皆兵”的搏斗，最终赶跑了松井的队伍，但石头村也付出了沉重代价：祠堂被炸毁，十几位村民永远留在了那一天。
影片，李山河站在祠堂的废墟上，抚摸着墙上未烧尽的“保家卫国”四个字。林晓月递给他一张八路军的联络信——他们的抗日小队将被编入正规部队，继续在易水河畔战斗。夕阳下，李山河望着远处重建的村庄，和孩子们又开始读书，只是这次，课本里多了一行字：“我们的热血，会让河山永远滚烫。”
电影用朴素的镜头语言，还原了战争年代普通人的英雄主义——他们不是天生的战士，却在枪口下选择了挺身而出；他们没有豪言壮语，却用生命诠释了“家国”二字的重量。这，就是《热血河山》讲述的故事：在山河破碎时，那些“石头缝里长出来”的勇气，如何撑起一个民族的脊梁。