在一张简朴的病床上，我国著名的植物学家蔡希陶先生静静地躺在那里，一丝一缕的回忆着他传奇的一生。在西子湖畔，青年蔡希陶携着女友向仲的手，一同憧憬着未来。在上海工人罢工，募捐游行上，希陶为救向仲而被打致伤。但也因此而得见到向仲家人，并公开了二人交友的关系。向仲母亲为考验二人感情送她去北京求学。当向仲的车子逐渐远离他们生活的城市，希陶在后面拼命的追赶……

几年后，希陶也来到北京，向仲在车站相迎。在北平的静生物研究所，希陶当上了助理员。在这里他有幸结识了吴晗，袁震。后又在美国旅行家、植物学家、探险家威尔逊的启发下，对植物有了新的认识，一时间茅塞顿开。他决心深入云南采集植物标本，但遭到女友反对。同伴得知他的去向，也纷纷而退，蔡希陶陷入了深深的思考之中。

　经过和女友约法三章，最终，他与三位志同道合的伙伴踏上了征程。但是，蛮荒瘴疠、兵匪横行的云南先后吓跑了那三位青年，只剩下蔡希陶孤身一人，望着茫茫江际，他心中愁绪翻涌。就在他困惑之际，一个逃壮丁的四川青年阿炳，愿意跟随蔡希陶入滇。于是，二人踏上了艰难的路程，也开始了他们四十多年同甘共苦的坎坷生涯。

蔡希陶带着阿炳每天都在人迹罕见的深山老林考察植物，采集标本，两人在十分艰难的生活中建立了真挚的友情。他们与当地人语言不通、人情隔膜、常闹出误会和笑话。一次，他们寄存在森林马店里的标本竟被宿店的马帮当柴草付之一炬，这对蔡希陶无疑是当头一棒，当马帮主了解了蔡希陶的志向和艰难以后，既敬佩又同情，并告诉蔡希陶，巴布山的植物资源极为丰富。于是，他们走进了巴布山，在深山老林里，蔡希陶冒死营救了被彝族部落抓去的森林马店熊老三的弟弟，还偶然地结识了美丽的彝族姑娘阿英。第二天正当他们在林中考察，阿炳突然不见了。

阿炳被苏寨人抓去，蔡希陶闯入苏寨营救。黑彝大头人钦佩蔡的胆识，二人结为兄弟。阿炳被放了出来，为了不让阿英给别人做小，不得已与阿英假结婚，将其救下。之后，蔡希陶坦诚地告诉阿英自己和向仲的关系，阿英很受感动，愿意与向仲成为朋友。自此，阿英亲自为蔡希陶采集标本当向导，蔡希陶介绍阿英去北平。阿英怀着无限的深情痛苦的离开。蔡希陶又返回巴山，并结识了一个新向导责彪。

　蔡希陶在野牛坝用自家祖传的秘方救活了一个病入膏肓的老人。在这里，他结识了美娜并从她那里得到一朵“情人花”，把它寄给了远方的恋人。美娜和责彪是一对深爱着的人，只是父亲欠下了四十头牛的债务，因而把她许配给债主抵债。美娜常遭其痛打，一次险些丧命。蔡希陶连夜采药将其救活。美娜父亲一气之下找她的丈夫理论，被推下阁楼不幸死去。蔡希陶和乡亲们义愤填膺，遂帮助美娜和责彪逃离了虎口。