科技博物馆里，一个面容苍老而憔悴的女人缓慢的走着，似乎在寻找着什么。最终，她在一面墙壁前缓缓驻足，深情而有些哽咽的凝视着墙壁上展出的一张发黄的老照片，照片中，在荒凉的戈壁滩上，四个如花儿般的女青年并排站在一起，笑容如阳光般明媚。

故事发生于1960年。北京某大学青年女教师林文馨怀着忐忑的心情坐在组织部办公室，等待组织向她宣布一个极为重要的决定。林文馨不知道，这个决定将会改变她的一生。

此时，在远离基地大本营的青海高原腹地，正在勘探进行室外高爆实验最佳场所的基地队长沈毅、工程师魏明华、助手林文昊及苏联专家阿力耶夫一行人突遇沙尘暴，返回途中为躲避藏族姑娘卓玛的羊群而翻车，苏联专家受了重伤，生死未卜，被送往北京治疗，由林文昊陪同前往。

林文馨兴致勃勃的将组织的决定告诉家人，不料却遭到母亲的坚决反对。这让满怀一腔报国热血的林文馨很是疑惑不解。原来，林文馨已被组织选中，前往哥哥林文昊所在的青海基地进行保密的科学研发工作，她心中早已对这神圣的工作充满了憧憬。

回到北京的林文昊本应健步如飞的奔回家中享受与家人团聚的快乐，可恰恰相反，他一次也没有回家。

林文馨来到文昊所在的招待所看望，被文昊所描述的青海高原上伟大而神圣的高原科研工作深深感染，更加坚定了前往的决心。林文馨劝哥哥回家看望父母被文昊拒绝了。林文馨很难理解。原来，吴文昊因母亲反对自己的工作而感到愤慨，并对母亲产生看法和误解，从此不愿回家。在林文馨的劝说下，林文昊终于回家看望父母，之后又匆匆返回基地。

基地成员屡次与当地牧民交涉搬迁事宜，卓玛的父亲作为当地牧民的头人，拒绝搬离世代居住的地方。

送走哥哥的林文馨总觉得哥哥和母亲一样有事情瞒着自己，心中充满了疑虑与担忧。

林文昊等基地成员为动员牧民配合搬迁，为当地牧民放映革命影片，他们也没有把握是否能成功劝说牧民们。正当万分焦急中，卓玛的父亲决定带领牧民搬迁。

为支持祖国伟大的科研事业，牧民们成群结队的赶着马车，含泪搬离了世代居住的家园。

苏联专家阿利耶夫痊愈后与林文昊返回青海基地。夜晚，基地升起了篝火，大家围坐在篝火旁边载歌载舞，而厂长沈毅，被一通来自北京的神秘的电话叫开，放下电话后，他远远地看着篝火和欢乐的人群，心情万分纠结。

中苏关系破裂，支援基地建设的苏联专家阿力耶夫也要撤走。魏明华等科研人员不遗余力的搜寻苏联专家带来的资料，并争分夺秒的在暗中进行复制，终于使大量宝贵资料得以存留。不料，这些数据却为基地埋下了巨大的安全隐患。

随着巨大的爆炸声响起，林文昊倒在了实验室里，同事们及时将他送往医院，却最终没能挽留住文昊年轻的生命。

哥哥林文昊牺牲的消息被 第一时间传到林文馨的实验室里。做为家中 第一个闻此噩耗的人，林文馨悲痛欲绝，哭声回荡在实验室外的整个走廊。

林文馨走到家门口，擦干脸上的泪水，努力做出微笑的表情。进了家门，她表现的和往常一样愉快，她兴奋的告诉父母自己要去外地出差。夜深人静的时候，她拉起床帘偷偷的哭泣。

林文馨千里迢迢的来到青海，来到了哥哥为之奋斗并最终牺牲的基地。魏明华接待了林文馨，当林文馨询问哥哥的死因时，魏明华却缄口不言，魏明华说这涉及到国家机密，请林文馨谅解。林文馨声泪俱下苦苦追问却始终得不到一个说法。为了给家中的父母一个合理的说法，林文馨威胁魏明华在得知真相前自己将一直留在基地。

魏明华重新回到实验室，开始继续林文昊牺牲前正在进行的实验。事故再次发生，好在魏明华只是被炸伤了手。

听到爆炸声的林文馨根据自己专业水准和职业敏感，终于在蛛丝马迹中判断出了这个基地成员所从事的工作内容与自己哥哥林文昊的真实死因。

而此时，噩耗也传到了林文馨的家中，林文馨的父母做了和林文馨一样的决定，他们把巨大的悲痛深藏于内心深处，或许，他们只是想，牺牲是一个伟大民族重新崛起的代价，无论何时何地，总归会有牺牲，儿子的死，是为了国家，是光荣的。

夕阳西下，暮霭四合，哥哥林文昊的墓碑屹立在青海广袤的隔壁摊上，林文馨默默站在墓碑前，脑中一幕幕的闪现哥哥的往事，此时此刻，她流下的眼泪，是在祭奠那为梦想与使命而执着奉献的灵魂。

林文馨回到北京家中，想继续向父母隐瞒哥哥牺牲的消息，可是当她看到哥哥的遗像立在衣柜上的时候，顿时明白了一切，泪水夺眶而出。林文馨一面说服自己要留在父母身边，照顾体弱多病的父亲，弥补哥哥的去世留给父母的伤痛，一面不由自主的对未来的工作满怀期待与热忱。她究竟该何去何从?

在基地，还有一群和林文昊一样的年轻科学家，他们正在没日没夜的寻找事故的原因，但是由于基地设备简陋，面对庞大的繁杂的计算量，他们举步为艰。魏明华想到了组里曾留学苏联的数学专家周书平，此人曾因生活作风问题被下放进行劳动改造，改造期限未满不得恢复工作，可面对科研工作的紧迫、面对国家的利益，沈毅心急如焚。

当数学家周书平坐在土坡上给他所放牧的羊群上化学课的时候，魏明华出现在他的身后，看着昔日一同并肩作战的战友此刻正以这种独特的方式进行科研工作的时候，他下定决心要把周书平带回基地。起初周书平还有一些小情绪，直到魏明华告诉他林文昊牺牲的消息。周书平冒着被审查的危险做出了和魏明华偷偷回基地的决定。

上级领导偏在这时派调查组来基地调查林文昊死因，基地工作因此停滞。此时此刻，带着周书平回到基地的魏明华正巧遇见调查组的同志，结果在周书平还没能开始工作，就因擅自脱离劳动改造遭到审查。

调查组的介入让事情变得更加复杂，沈毅为加快工作进度，背着调查组将苏联专家留下的数据与图纸拿给周书平，希望尽快找出事故原因，周书平一眼就看出破绽，认定苏联专家留下的数据是假的，引起事故是必然。沈毅告知调查组事故原因已初步查明，申请上级派技术组前来调查核实。

林文馨决定放弃自己的理想，踏踏实实的留在父母身边。父亲看在眼里，急在心中，他不忍看女儿因此舍弃她的理想与信念。他明白文馨多么想像哥哥一样投身那火热的工作之中，让自己最美好的青春，绽放在最有意义的地方。于是，林父决定将隐藏在这个家中二十多年的秘密告诉林文馨。

林文馨知道了自己的真实身世后震惊不已。原来，母亲当年采风来到青海，认识了藏族青年扎西达旺，二人结为夫妻，不料在林文馨还未出生的时候，扎西达旺为红军带路，从此再也没有回到林文馨母亲的身边，因此青海一直以来就成了林文馨母亲的心结。

林文馨告诉父亲为不让母亲伤心自己更加不能去青海，林父深知自己的病情以及林母对林文馨生父的挂念，希望林文馨去青海寻找生父。林文馨陷入了为难。

与此同时，在青海基地，调查组的组长仍然就阶级斗争等问题与基地成员们纠缠不休。

在父亲的劝说下，林文馨决心完成哥哥林文昊生前未完成的事业、寻找生父。她再次向组织申请去青海工作，得到组织的肯定与表扬。

得知女儿已知道了自己的身世，林母万般无奈只得同意女儿的决定，母女俩抱头痛哭。

在青海基地，魏明华和几个工作人员在周书平的帮助下很快便核实完成了苏联专家留下的数据并取得突破，为后续工作的展开做了有力铺垫。而魏明华却在接受调查时被调查组怀疑搞破坏行动，忍无可忍的魏明华与调查组组长发生了激烈冲突。他坚决无法忍受自己的革命热情与忠诚遭受任何人的诋毁与质疑。

在北京，一封千万青海的出发时间通知被送到的林文馨的手中。拿着这份通知书，林文馨激动之余更多的是忐忑与不安，她不知该怎样面对重病的父亲与一直不愿自己前往青海的母亲。她不忍告诉他们唯一的女儿也要离开去很远很远的地方。父母该怎么办呢?

林文馨最终还是告诉了父亲，为了让女儿宽心，父亲表现的很乐观豁达，同时给了林文馨一些钱，嘱咐她留心寻找生父，林文馨心里百感交集，和父亲商议不让母亲知道自己要走的消息，她要找时机偷偷离开。

林文馨不知道，卧室外面，母亲正呆呆的坐在桌旁听她和父亲商量如何隐瞒自己的。母亲默默的帮林文馨整理好行李，一切都在无声的进行中，她知道自己女儿最终是留不住的，她有自己的人生路要走，她决定不再阻拦。

上级经调查研究证实前两次爆炸事故正是由于苏联专家所提供的错误数据所导致。问题得到确认和解决后，于基地审查、监督数日的调查组也终于被撤走，基地的工作人员都松了一口气，基地研发工作得以继续紧张有序的进行。为爆炸事故原因的解决做出巨大贡献的周书平也在队长沈毅的争取下被留在基地工作。昔日的战友又可以并肩作战，并且周书平的自身价值也将为这个集体作出越来越多的贡献，大家都浑身充满了干劲。

与此同时，林文馨与上海女青年潘启月来到了美丽而广袤的青海大草原，等待她们的将是参加工作前的劳动锻炼。全新的生活、全新的环境、全新的人，林文馨必须尽快适应这里的一切。

很快，林文馨和潘启月被安排在了当地牧民头人荣丹大叔家，并和荣丹大叔的女儿卓玛成为朋友。上海小伙徐忠海进入了林文馨和潘启月的生活，他是小组组长，对两个新来的女同志很是关心与喜爱，尤其是对林文馨，格外的热情与周到。

在一次与卓玛的闲聊中，林文馨得知卓玛的父亲曾为红军做过向导，她立刻想到自己的生父就是因为红军做向导而与母亲失散的。荣丹会不会就是自己的生父?抱着这一强烈的疑虑，林文馨多次追问卓玛，卓玛却有意回避。她到底有什么难言之隐?林文馨不明白。

劳动组成员小郑为帮助寡妇家的母马接生住在马棚里，因天气寒冷而被迫到寡妇家里屋过夜，因此在劳动组成为了众矢之的，受到集体的鄙视与唾弃，只有林文馨站在客观的角度维护正在重病中的小郑，因此与强烈批判小郑的潘启月、徐忠海等人发生了思想冲突。林文馨看出潘启月是一个在思想上处处不肯落后的女青年，说话又尖酸刻薄，而两人又同住一屋，将来难免会有冲突，她必须小心谨慎。

戈壁滩的夜晚寒风呼啸，饥饿难耐，林文馨看了看熟睡的潘启月，悄悄起身从自己包里翻出了从家里带来的奶糖。不料潘启月并未睡熟，这一切都被她看在眼里。无奈的林文馨只好将奶糖跟潘启月分享，想着这样她就不会告发自己了。可事情并不像林文馨想的那样简单。在 第二天的会上，潘启月居然揭发了林文馨私藏奶糖的事情，多亏徐忠海和村支书的解围才得以将事件平息。

不久，潘启月发现村支书克扣大家的口粮，于是带领众人前去质问，得知村支书将口粮发给了更需要帮助的藏民后深受感动。

林文馨因给村支书产后大出血的妻子献血而受到上级的肯定与表扬，但献血后的林文馨身体虚弱，频频晕倒，这一切都被徐忠海看在眼里。

徐忠海处处向林文馨献殷勤，看到文馨晕倒，他便热心的找了只死羊羔炖汤给林文馨补身体，不料又被刚进来的潘启月看到，扬言要向组织揭发。徐忠海与潘启月起了很大争执。

被潘启月揭发后，林文馨受到了组织处分，徐忠海也因此对潘启月产生很大意见，不愿搭理潘启月。

一次割草途中，潘启月突然肚子疼无法行走，徐忠海却拒绝帮助潘启月，而林文馨不计前嫌将潘启月背回基地并悉心照料，潘启月好奇为什么自己对林文馨如此苛刻她却还愿意这样帮助自己，林文馨告诉思想激进的潘启月，大家到这里都不容易，这个世界也是需要人情味的，潘启月听后颇有感触。

亲生父亲到底在哪里?一直被生父的问题所困扰，林文馨来到荣丹大叔身边，想向其打听有关自己生父的消息，还未开口就遇到前来找林文馨的徐忠海，面对热情似火的徐忠海，林文馨无奈之余只好暂时作罢对荣丹大叔的追问。

很快，林文馨、潘启月、徐忠海等劳动基地的青年们完成了劳动锻炼，纷纷搬到了基地安排的新宿舍楼，准备开始进入全新的科研工作。徐忠海也越来越明显的向林文馨表现自己的好感与关心。

徐忠海被分配到魏明华、周书平所在的宿舍，当他背着行李准备兴致勃勃的融入这个团体的时候，不料却被周书平拒之门外，任凭徐忠海如何在门外叫骂，周书平坚决不开门。

闻讯赶来的魏明华和林文馨再次邂逅，魏明华表现出些许惊讶的神色，二人默契的相视而笑。

原来，周书平怕刚刚劳动教育完的徐忠海身上有虱子，因此拒绝他进入宿舍，在同志们的调和下二人才得以和解，正所谓不打不相识。

魏明华、周书平请徐忠海、林文馨等新来的同志喝酒，周书平去邀请潘启月，这一去过了很久都没有回来，饭桌上的魏明华等人十分疑惑，怀疑出了什么事情。

魏明华来到潘启月的宿舍想一探究竟，才发现周书平与潘启月正聊的投机。聊天过程中，周书平发现潘启月是一位难得的德语翻译人才，二人立刻开始了对德文、诗词、科研等领域的探讨，一见如故。潘启月似乎也对周书平产生了巨大的好感，两人产生暧昧的情愫。

一天，周书平从前的相好谢丽芳来基地宿舍找到周书平，她告诉周书平自己已经离婚，要留在基地与周书平结婚，周书平大惊，对此事表现出万般无奈与犹豫，二人纠缠中被徐忠海撞见。

徐忠海迅速将此事告诉了林文馨和潘启月，得知周书平的相好前来，潘启月心生醋意，她在思考该如何面对当下的局面，是去破坏，还是静观其变?

谢丽芳正与周书平交谈，潘启月装作很热情亲切的样子走进来跟他俩打招呼。泼辣而多疑的谢丽芳认为周书平与潘启月的关系一定不简单，与周书平大吵大闹。

林文馨再次找到卓玛，想从卓玛这里验证荣丹是否是自己的生父，卓玛却始终不愿回答。林文馨越来越疑惑不解，觉得心头的谜团越滚越大。

另一边，基地的科研工作正在紧张有序的进行中，所有人都全力以赴，为即将投入终极高爆试验做充分的准备。在研讨会上，林文馨提出了自己的观点，认为实验数据存在问题，建议立刻中止实验。魏明华等人根据自己的结论觉得试验没有问题。最终，林文馨的观点未得到重视，经举手表决，高爆实验将如期进行。

毕竟是有过感情基础的，周书平和谢丽芳重归于好，二人约会散步，很是甜蜜，但周书平内心却依然胆怯慌张，生怕刚刚恢复名誉与工作的自己再出差池。

徐忠海绞尽脑汁接近林文馨，向林文馨献殷勤却屡屡遭到林文馨的拒绝与冷落，林文馨对徐忠海的热情感到尴尬与厌烦，可徐忠海却对林文馨对自己的态度浑然不觉，还向魏明华炫耀自己和林文馨亲密牢固的情感。

在讨论会上被否决意见的林文馨再次找到魏明华，向其说明了实验数据的种种不妥与漏洞，却再次遭到魏明华的忽视，魏明华认为林文馨过于自信，林文馨无奈之余只得作罢。

周书平和谢丽芳散步后回到宿舍，周书平兴高采烈的请潘启月帮自己翻译德文资料，不料却引来谢丽芳的不悦与醋意，谢丽芳怀疑两人有不正常的关系。