讲述的是20世纪90年代后期，狼牙侦察大队狙击手何卫东为了救观察手范天雷，不幸被外号“蝎子”的敌狙击手杀害。何卫东八岁的儿子何晨光继承了父亲的遗志，接过了父亲血染的88式狙击步枪瞄准镜，开始了他成为特种兵的旅程。
十年后，范天雷已成为狼牙特战狙击手教官，他鼓励全国青少年级别的武术冠军何晨光、颇有打枪天赋的小混混王艳兵、朴实却有超常毅力的农村少年李二牛一起参军。参军报名体检时，李二牛因为何晨光砸了自己摊子的误解，两人之间的矛盾加深。经过一系列误会和冲突，他们最终成为生死兄弟，共同经历了新兵训练的磨砺。
在新兵训练中，何晨光和王艳兵你争我赶，名列前茅。李二牛虽然在班上总是最后一名，但在坦克训练场的勇气测试中，他展现了超出常人的勇气，何晨光为了救李二牛一命，踢飞了他，自己翻身上了坦克。
炊事班里，李二牛的刀法和厨艺让何晨光和王艳兵叹服。新兵连结束后，三人成为了生死兄弟，李二牛凭借每天额外的训练迎头赶上。王艳兵和李二牛被分到神枪手四连，何晨光则被分到机械化步兵三营六连。经过一番努力，何晨光凭借十发子弹九个弹洞的射击成绩获得了一枚二等功军功章。
军区年度演习中，何晨光三人凭借丰富的书本经验和过硬的军事素质坚持到最后。何晨光一人穿越沼泽，破解了反狙击手渗透卫星系统，但因严寒的天气而昏倒在敌军的军营。工程师唐心怡对高烧的何晨光产生了好奇，被何晨光困在病房。最终，何晨光用自己的意志撑到了最后，狙杀了蓝军首领，红军反败为胜。
长期的训练和相处中，唐心怡对何晨光产生了情愫。在一次紧急任务中，范天雷带领菜鸟们执行任务，同时也带上了唐心怡。最终，何晨光和唐心怡产生了隔阂。红细胞小组最终成立，成员五人，面对有生以来第一次正式的挑战：与蝎子为首的国际杀手组织的对决。
在与蝎子的首次交锋中，因爱上蝎子的卧底阿红的暴露以失败告终，但也是这次行动，蝎子的部下王亚东投靠了警方在蝎子身边做了卧底。红细胞一行作为中国军人的代表去国际勇士学校学习，与蝎子的对决中，王亚东为了救自己的儿子王艳兵光荣牺牲，王艳兵痛不欲生，但也因自己的父亲感到骄傲。
国外的一个武装犯罪集团携带毒气弹闯入中国领海，红细胞再次出征。唐心怡曾潜伏在此犯罪集团卧底，以谈判员的身份到轮船上侦查。红细胞上船除何晨光和宋凯飞以外都被麻醉，失去战斗力。后唐心怡和何晨光去取毒气弹，因毒气弹泄露，唐心怡成植物人，何晨光痛不欲生，欲退伍。
察猜受到蝎子上司北极熊的威胁，被拉下水为寇，在蝎子的帮助下杀了北极熊报仇，走投无路的他只好和王亚东一起投奔虎鲨做了海盗。虎鲨集团劫持了梦之舟号游轮做为人质勒索大批赎金，范天雷的前妻和李二牛的未婚妻也在人质之列，红细胞和海陆空特种部队展开了营救工作。
最终，人质被悉数营救成功，范天雷为救自己的前妻被垂死的蝎子打死。何晨光击毙了蝎子为父报仇，王亚东也死于误杀，察猜倒在乱枪之中，海盗头子虎鲨被缉拿归案。这一场胜利背负了太多悲伤，红细胞因此更加成熟，迎接他们的是更加严峻的未来。
《我是特种兵之利刃出鞘》是南京军区政治部电视艺术中心出品的，刘猛导演，吴京、赵荀、徐佳等主演的特种兵题材电视剧军旅偶像剧。这部剧中汇集了年轻观众喜欢的偶像派明星，讲述了三个完全不同的90后年轻人如何成长为特种兵战士的艰辛历程。
