宋丹萍--金山
李晓霞--胡萍
乳媪--周文珠
孙小鸥--施超
绿喋--许曼丽
汤俊--顾梦鹤
守门老者--王为一
漱芳--陈云
李宪臣--萧英
钟笑天--李君磐
团主--刘尚文
导演--陈宝琦
钟妻--王盈盈
店伙--宗由
店伙--梁新
团员--蔡觉非
主人公宋丹萍是个旧民主革命时期的革命者,从事演剧活动。他与大地主女儿李晓霞相恋,遭到大地主的阻挠和早已垂涎晓霞美貌的恶霸汤俊的陷害,汤俊指使人用硝酸烧毁了他的面容和双手。宋丹萍藏匿戏院顶楼,托人假报已死,李晓霞得知后精神失常。每到夜半时分,宋丹萍在戏院楼顶昂首高歌,晓霞在歌声中仿佛得到安慰。
十年后,另一个剧团在这座戏院演出,宋丹萍的“夜半歌声”在艺术上帮助了这个剧团。因而在一个偶然的机会,青年演员孙小鸥结识了宋丹萍。宋对孙详细讲述了他的遭遇,并向孙展示被烧伤的狰狞面容,引起孙的强烈悲愤和共鸣,由此宋丹萍与孙晓鸥结为挚友。
又过了三年,由于演出的剧目长期没有改进,剧团经营不景气,面临解散。小鸥在与宋丹萍告别时,宋拿出早已修改好的《热血》剧本,并承诺剧团一定能凭借此剧起死回生。不久,剧团凭借《热血》大获成功,小鸥前往感谢宋丹萍。宋面色凝重地拜托小欧代替自己看望长久思念而无法相见的晓霞,小欧不从,并无意中透露自己的心上人是剧团女演员绿蝶。丹萍闻之大失所望,坦言意欲小鸥接替自己带给晓霞幸福生活,小鸥被丹萍真情所打动,答应冒充丹萍与晓霞相见。晓霞见“丹萍”重返,大喜过望,精神面貌焕然一新,但神志仍未恢复正常。
几天后,十三年前谋害宋丹萍的恶霸汤俊在看戏时垂涎于女演员绿蝶貌美,戏毕追入后台欲纳之为妾,绿蝶严词拒绝并指出她只属于孙晓鸥。汤再度侮辱绿蝶,小鸥与汤搏斗,汤不胜,恼羞成怒拔出手枪,为保护男友,绿蝶小腹中弹,当即倒地而亡。枪声惊动了藏匿在顶楼的宋丹萍,宋身披黑色斗篷,随即从楼跳下与汤俊激烈搏斗,汤被逼入顶楼,丹萍坦白身份:“我就是十三年前被你害过的宋丹萍”。汤被宋的狰狞面目吓得精神恍惚,在几回合的搏斗之后从顶楼掉下摔死。
激烈的打斗和枪声引来了大量市民围观,市民目睹宋丹萍狰狞的面容,皆误以为妖怪出现,准备打死宋丹萍“除妖”。孙小鸥大声劝解市民无果,同时又有人揭发丹萍以前曾是革命党人,导致军警介入,宋丹萍闻声而逃,被大量市民和军警围困在一废弃二层楼内。在此危急时刻,孙小鸥毅然找到晓霞,坦白前几日冒充丹萍一事,并告诉晓霞实际上丹萍默默守候了她十三年,不过这次肯定是活不成了。晓霞顿时晕厥过去。
丹萍被围困于二层楼内不得脱身,市民与军警皆害怕其狰狞面容而不敢近前。便向楼内投掷火把,整座小楼顿时烈火熊熊。丹萍耐不住大火炙烤,几乎昏倒,更又无法脱身,想到大仇已报,内心坦然,便忍痛投入楼边江水中自尽。此时小鸥一直守候在晓霞身边,几小时后,晓霞醒来,不料精神奇迹般地恢复正常,只是说到:“感觉像是做了好长的一场梦”。小鸥见此情形,想到爱人已逝,便决然地以丹萍的身份,与晓霞一起生活。