1955年的上海，中华人民共和国成立之初，各行各业都百废待兴，宪法也刚刚颁发实施，中华大地正在经历着大变革。

许静芝是上海大学医学院的学生，她不顾母亲的阻拦，跳窗逃出去看演出，路上遇到宣传宪法的游行队伍，她只好把自行车停在路边，乘公交车赶往剧场。等她急匆匆赶到的时候，才知道是一场不对外的专场演出，可是剧场里空无一人，许静芝坐下来，演出正式开始，舞台上是小朋友的表演，画外音是林凡清召唤她一起去新疆大草原开创一番事业，许静芝赶忙跑到后台找林凡清兴师问罪，林凡清是她的男朋友，是上海大学畜牧专业的大学生，许静芝坚信自己的事业在上海，并当面拒绝了林凡清的邀请，林凡清百般解释因为邵教授病重，他必须去继承那份未完成的事业，而且他已经买了两张后天去新疆的车票，他会在车站等许静芝的到来，许静芝拿过车票，犹如是给自己下达的最后通牒，许静芝当场把车票撕得粉碎，许静芝的好朋友郑君也只能眼睁睁看着两个人不欢而散。

林凡清明明知道许静芝不会出现，可还是心怀幻想，直到最后一刻他才检票进站。许静芝来找家里找林凡清的时候，得知他提前一天登上了去兰州的火车，然后再辗转赶往新疆，许静芝急忙去追他。与此同时，林凡清被好朋友郑君强行拉下来，劝他不要冲动，可是林凡清还是一意孤行，许静芝来到车站的时候，火车已经开走了，站台上只剩下郑君孤零零一个人，许静芝赶忙去剧场找那张车票，已经被自己撕得粉碎，许静芝追悔莫及。

母亲很不舍得，可是还是帮她把车票一点一点粘好，郑君送许静芝去车站，许静芝逼他和自己一起去新疆，不但没收了他的琴，还事先给他父母写了一封告别信，许静芝信誓旦旦声明，一旦找到林凡清，三个人一起回上海，郑君被逼无奈，只好和她一起上车。

林凡清在兰州下火车，是私自去建设兵团，无法搭乘拉知情的车，他辗转找到运输军用物资的车，想搭车去兵团，却遭到押车的齐怀正强烈反对，林凡清毫不气馁，他拼命追赶军车，齐怀正被他的坚持和执着打动，只好让他上车。

李国祥团长负责来接支边的大学生，许静芝不小心撞洒了他的饭菜，李国祥不由地愣在原地，他立刻叫住许静芝，得知她也是学医的，李国祥更加证实了自己的判断，许静芝和自己亡妻艾洁长得一模一样，许静芝发现李国祥总是盯着她看，就忍不住询问，李国祥不知道怎么回答，赶忙借口打水逃开，李国祥越想越难过，忍不住躲在角落里低声哭泣，老向发现他这样，赶忙过来劝慰，老向看到许静芝，也吓得目瞪口呆，她和艾洁长得太像了，难怪李国祥这么难过。

车子行到半路，齐怀正的货车突然陷进去，他强忍伤痛下来推车，导致伤口再次出血，林凡清很诧异。车队很快来到卫生所，齐怀正强行把林凡清赶出去，林凡清向司机打听才知道，齐怀正是孤胆战斗英雄，导致他的隐私部位不幸受伤，前几天刚在兰州接受手术，医生检查发现齐怀正的伤口裂开，必须留下来一个星期治疗，司机把他和林凡清留在市卫生所，马不停蹄赶回兵团。齐怀正不想在此地耽误，就和林凡清商量第二天拦车回兵团。两个人正好拦住李国祥护送知情的车，许静芝他们坐在车厢里，不知道林凡清搭上他们的车。

夜里，车队休整，许静芝和林凡清他们都下车休息吃饭，两个人因为毫不知情再次错过，齐怀正想让林凡清去师部，可他坚持要去科克兰木实验基地找邵教授。李国祥发现许静芝睡着了，就把自己的大衣盖在她身上。第二天一早，许静芝和小豆子方便回来，发现车队已经出发了，她们俩掉队了，不料遇到土匪。

许静芝和吴小豆拼命奔逃，很快就被土匪骑马追上。与此同时，李国祥得知许静芝和吴小豆没有归队，立刻带人四处寻找，发现她们俩被土匪团团围住，李国祥让战士们做好战斗准备，齐怀正得知这个消息，也主动来参战，他们很快把土匪打跑，救出许静芝和吴小豆，李国祥气得对她们俩大发雷霆，郑君来保护许静芝，被战士们抓了回去。

车队继续赶路，辗转来到建设兵团，齐怀正把林凡清擅自拉到师部，并向师长大力推荐他，市长觉得林凡清是不可多得的人才，想留他在农场，可林凡清坚持要去找邵教授，齐怀正无奈，只好派车把他送走。与此同时，李国祥也来师部报道，师长调他去柳家湖农场做场长。

林凡清到畜牧局打听邵教授的试验站，可是大家都不知道，林凡清大失所望，李国祥开车送许静芝和吴小豆去兵团，又一次和林凡清擦肩而过。师长派齐怀正去农场任厂长，齐怀正赶忙找车去追林凡清。

林凡清和许静芝一安顿下来，就给彼此写信，倾诉相思之情，林凡清想在赵岭大展宏图，许静芝踏在片荒漠上，奉命能感受到林凡清的气息，可是就是见不到他，许静芝拜托李国祥帮忙找林凡清，李国祥想忙完这几天就陪她一起去找，可许静芝一天也等不了，李国祥答应明天给她派专车去找，再联系下面的农场一起寻找。此时，林凡清想买一张去科克兰木的车票，却被齐怀正拦住，他答应拉林凡清去科克兰木，林凡清被一望无垠的草原和雪山美景深深打动，情不自禁对着蓝天白云欢呼，他的举动被牧民邵红柳看在眼里，主动上来和林凡清打招呼。

郑君指责浪费钱太自私，苦苦规劝许静芝趁早放弃，因为新疆太大了，找一个人如同大海捞针，可是许静芝发誓不找到林凡清，绝不离开新疆，她想去自治区畜牧局打听邵教授，说不定就能找到林凡清。

齐怀正把林凡清拉到沙门子农场，当他得知这里不是科克兰木的时候，赌气离开了，齐怀正断定他走不出茫茫草原，就一直尾随其后，林凡清不想言而无信，一心想去继承老实未完成的事业，齐怀正让他帮忙把羊群重新检查一遍，再建好羊圈，就带林凡清去科克兰木。许静芝从畜牧局打听到林凡清来过这里，她的信心倍增，立刻和郑君坐车赶往科克兰木，可是林凡清根本就没有来过，许静芝再次灰心，一天也呆不下去了，郑君趁机劝她早点回上海。

许静芝和郑君一起去车站买票，许静芝因为低血糖晕倒在地，郑君把她送到医院，许静芝考虑再三决定留下来，郑君气得大呼小叫，发誓一定要找到林凡清。林凡清很快完成自己的任务，催齐怀正带他去科克兰木，没想到齐怀正真的翻脸不认账，林凡清赌气要自己骑马去，可是他根本不会骑。

郑君已经给许静芝买了一张回上海的车票，李国祥得知许静芝已经离开，气得和郑君大发雷霆，谴责他的做法就是无组织无纪律，郑君和他据理力争，李国祥威逼利诱，竟然把他安排到沙门子农场锻炼，郑君气得百口莫辩。李国祥派司机把许静芝接回来，谎称林凡清已经有消息了，许静芝信以为真，高高兴兴和他一起回去，李国祥只好编出各种理由挽留她，并承诺忙完这两天就带她去找，许静芝没想到李国祥也能骗她。

郑君被逼无奈坐马车去沙门子农场报道，他一路上都郁郁寡欢地一言不发，赶车的女孩自称是齐怀正的未婚妻杨月亮，她主动和郑君打招呼，郑君气不打一处来，两个人开始唇枪舌战争执不休，郑君很快被一眼望不到边的大牧场吸引，情不自禁跳下车欢呼雀跃，杨月亮也忍不住吭高歌，郑君被她的歌声打动，不由地和她对歌了一曲，两个人一路欢歌笑语赶路，正军突然发现骑马路过的林凡清。

郑君和林凡清再次重逢，都不由地大喜过望，郑君突然想起来是和许静芝一起来新疆，可是她因为水土不服生病现在已经返回上海，林凡清气得对郑君拳打脚踢，杨月亮赶忙过来劝阻，还埋怨郑君窝囊，让他起来反抗，郑君百般解释这一路上的艰辛，然后赌气和杨月亮先走了。

杨月亮拉郑君来到农场报道，齐怀正正带领大家修葺羊圈，两个人久别重逢，激动地说不出话来，没想到杨月亮是来和他成亲的，同志们围过来看热闹起哄，郑君拿来李国祥的介绍信，齐怀正安排他做农场的技术员。

杨月亮想尽快和齐怀正结婚，可是他有难言之隐，只能百般推诿，杨月亮从小就认定自己是齐怀正的人，而且还精心照顾他的父母，这让齐怀正更加苦不堪言，他很清楚自己不能给杨月亮幸福，只好婉言谢绝了，杨月亮倍感失落。郑君蹲在羊圈上发呆，林凡清上来看他，郑君提醒他把许静芝找回来，可他觉得和许静芝的意见不合，不想勉强她，就借口要给羊配种离开了，郑君气得破口大骂。与此同时，向干事夫人周慧劝许静芝安心留在兵团，不要怪罪李国祥。

炊事员干棒给许静芝送来饭菜，突然站立不稳差点摔倒，许静芝检查发现他也是低血糖，立刻来向李国祥汇报，提议给每个职工都做一次全面体检，李国祥觉得艰苦奋斗是一直以来的好传统，许静芝和他据理力争，李国祥很自责，立刻让向干事安排农场的同志们进行体检，还特意派人给许静芝炖鸡汤补养身体。

周慧配合许静芝给同志们做完体检，结果很糟糕，只有一少半的人身体是健康的，其他不适低血糖，就是肺结核和胃病，许静芝提议尽快安排他们治病，这让李国祥很揪心，可是生产任务太重了，一时找不到那么多的劳动力，李国祥一心只想尽快完成上级下达的任务，想让大家向战士一样努力克服，许静芝气得火冒三丈，谴责他不尊重生命，然后一气之下夺门而走。周慧急忙追过来安慰她，劝她留在新疆为大家治病，可是许静芝一心想回到上海，周慧对她晓之以理动之以情。

就在这时，李国祥带向干事一起来给许静芝送来鸡汤，真诚地向许静芝赔礼道歉，许静芝反复声明自己不是团里的人，把手头的事情忙完就赶回上海了，李国祥诚恳地向她请教，怎么提高同志们的身体素质，许静芝提议给大家增加营养，李国祥当场决定去农场拉羊，保证大家每月能喝三次羊汤。

郑君很快适应了农场的生活，他每天乐乐呵呵，哼着小曲，林凡清却是满脸愁容，他心里一直惦记着许静芝，反复向郑君确认他们是怎么打听自己的，郑君不胜其烦，索性不再理他，林凡清故意弹琴，唱着跑调的歌曲来折磨郑君，郑君只好再说一遍说明其中详情。他们突然听到杨月亮在门外大哭不止，郑君赶忙过去劝慰，杨月亮让他陪自己说会话，郑君只好坐下来，杨月亮向他诉苦，郑君缺德齐怀正说的没错，新社会不提倡娃娃亲，杨月亮气得大发雷霆，要撵他走，郑君刚想走，杨月亮又把他叫回来，郑君给她讲述感情的真谛，可杨月亮始终想不明白，郑君还教她主动去和齐怀正亲热。