解放初期，匪首李汉光和他老婆李月桂，率领一股顽匪在广西西部的十万大山里活动、骚扰。解放军侦察科长曾泰，根据已获得的线索，冒充刚从国外越境过来的副司令，深入匪巢。由于预定的接头日接延误，李月桂对曾泰产生怀疑。她让自己的亲信假扮成被俘的解放军战士，由曾泰来审讯。曾泰识破了敌人的诡计，打死了假俘虏，使自己得以过关。之后，李月桂又派曾泰率领土匪对解放军正在搞土改试点的沙河圩地区进行骚扰。曾泰想出了一个办法，使敌人既不怀疑自己，又不使民众遭到损失，并把情报通过联络员老猎人送了出去。沙河圩之战，匪徒大败而回。匪徒独眼龙向李汉光夫妇报告了曾泰向老猎人交授情报的情况，曾泰再次面临险境。但他巧妙利用李月桂的亲信阿兰小姐，借李汉光之手处死了独眼龙。联络人老猎人被李月桂抓来。为了重建联络点，侦察参谋耿浩打进匪巢。根据敌匪特务情报，耿浩被误认为是曾泰。耿浩将计就计，帮助曾泰再次闯过难关。最后，曾泰掌握了兵权，放走耿浩和老猎人。根据老猎人带回的情报，解放军里应外合，消灭了这股顽匪。

导演严寄洲在八一电影製片厂编辑部翻看被弃用的剧本时，发现了一个叫《北仑河畔》的剧本。虽然剧本有些质量问题，但他认为故事选材角度不错，当时中国银幕上反映解放初期剿匪斗争的题材比较少见，而《北仑河畔》从打入敌人内部切入，故事有潜力可挖。他当即向厂长陈播汇报，表示要接手这个本子，进行重大修改。厂里研究后予以同意。因为原作者丁一三随所在部队整理编调动，故决定由严寄洲负责改写。在厂里安排下，严寄洲赴广西採访蒐集资料。他先走访桂南十万大山地区，了解到了人民解放军1950年至1951年歼灭韦秀英匪帮的经过，并得知随韦秀英一起覆灭的有个叫兰香的贴身丫头，据说兰香因家境贫寒从小被韦收养。后来，严寄洲又到南宁採访了当看剿匪指挥者之一陈漫远并查阅了档案材料，对剿匪斗争进行更深入的了解。回到厂里后，严寄洲根据採访的结果，对原作的框架进行调整、增删，突出土改运动的时代背景，片中人物均重新命名，又把片名改为《英雄虎胆》。

在创作剧本之初，严寄州就对影片的风格有所考虑，从剧情出发，他有意把影片拍成一部军事惊险片。他的构想得到了联合导演郝光的认同。在之后的创作各阶段，从切分镜头到实际拍摄，乃到灯光布景、音乐设计、后期剪辑，都围绕“惊险”二字。

电影中王晓棠演的是国民党特务阿兰，王晓棠在影片内跳了一段当时闻所未闻的热情激昂的伦巴。“中国第一女特务”的雅号不胫而走。江青曾气愤地说，“别人都说王晓棠漂亮，我看到她就有气。”一夜间王晓棠被赶到怀柔林场劳动改造，在那里一呆就是6年。不仅王晓棠、严导演、于洋、方辉、以及去世的胡敏英（李月桂的扮演者），都因在《英雄虎胆》中的形象在文革中受到不同程度的迫害，江青甚至说于洋“比土匪还土匪”。

《英雄虎胆》是新中国电影史上一部影响极大的惊险片。虽然影片在叙事模式上採取的仍然是"冒名顶替"的套路，但艺术上的虚构与想像相当大胆。

在对剧情的设计上别具匠心，不仅“敌中有我”，而且“我中有敌”，这在以往同类影片中是少见的。导演打破常规，选用了在气质与形象方面属于正面型的演员王晓棠扮演敌女特阿兰一角；王晓棠反戏正演，使这一角色摆脱了脸谱化的积弊，较深入细緻地揭示了这一人物比较複杂的内心矛盾。

尤其令人难忘的是，影片让身穿“奇装异服"”的阿兰与曾泰一起跳“伦巴”舞――这独特的场面与情调，为处于长期封闭状态下的广大观众提供了一个新鲜的视听感知与体验机会，成为了那个时代人们私下里审美追捧的对象。曾泰的扮演者于洋举重若轻，分寸把握得恰到好处，不温不火。