影片描述了三毛在“抗日战争”时期从一个流浪汉变成一名军人，最后无家可归的经历，以及他在军旅生涯中一系列离奇搞笑的经历。
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《三毛参军》讲述的是1937，日本侵略者悍然发动全面侵华战争，无家可归的三毛也参军了。三毛穿着一套完全不合身的大码军装，庄严地站在队列里，参加新兵训练。但在手榴弹实弹投掷训练中，体弱多病的三毛不小心把手榴弹掉了，扔进了队伍。最后，他去前线打仗了。三毛很勇敢，但也闹了很多笑话。不知何故，他加入了一个敢死队，甚至消灭了日军。
但没过多久，给老师当“保姆”的三毛因老师自杀回到军营，与老友并肩战斗。他们根据上级命令组成突击队，然后被空投到丛林中。但飞机始终没有来接他们，三毛和战友老鬼几乎是衣衫褴褛的野人。突然有一天，一架飞机飞过丛林，投下了无数的传单。原来战争已经结束了。三毛成了首官的兵。他摘下军帽露出三根久违的白毛，内心茫然，不知何去何从。