1949年，甘肃天水城外，两军对垒，杀声震天。英雄营长耿震山亲率一连战士经过惨烈的厮杀战，突出重围，奋力阻击敌人军用列车的通过。面对呼啸而来的庞然大物，战士们束手无策，情急之下，耿震山不得以下令炸毁隧道。铁路畅通是解放兰州的必须条件，耿震山炸毁隧道，犯下重罪，险些被枪毙。团长陈坤命令耿震山限期修通隧道，戴罪立功。

硝烟未尽的天水街道上，刚被国民党释放的姬心丹神情茫然的走在街上，衣衫褴褛的五六和金守梁乘机将他的怀表偷走了。

姬心丹与失散多年的妻子玉娘重逢，不禁泪如雨下，当得知自己的女儿书光在逃难中下落不明，失声痛哭。姬心丹原是国民党的桥梁工程师，由于对施工中营私舞弊的劣行不满，被腐败官员关进大狱，从此万念俱灰，流落天水，以刻葫芦为生。为了维生，心丹想将自己的怀表卖给房东马哈哈，一位落魄的古董店老板，这时才发现怀表不翼而飞。

耿震山的父亲从老家来看望儿子，希望震山能带着媳妇和孙子回趟老家看望病重的母亲，而耿震山的妻儿在战乱中失散多年，生死不明，耿震山愁得不知如何向父母交代。

五六和守梁躲在一节废旧车皮里，发现了躲在角落一身男孩装束的姬书光。两一致认定书光是哑巴，五六还给书光起了个名子叫小豆子。半夜，五六、守梁和书光溜到营房偷馒头，被巡逻的解放军带到耿震山处。耿震山让丁军给了他们几个馒头，几人吃个饱后非要留下来当兵，被耿震山赶了出来，五六顺手偷走了耿震山的钢笔。逃跑途中，几人打湿了衣服，五六非要书光脱了衣服烤烤，遭到书光拒绝。五六认为书光看不起他，不由分强行扒下书光的衣服，书光重重的给了他一巴掌哭着跑开。

耿震山率队开始修复被炸毁的隧道，由于从未接触过此类工程，令修复工作总不得要领，屡屡受挫。在技术员何文秀建议耿震山向桥梁专家姬心丹求助，但是心灰意冷的心丹却说自己现在除了刻葫芦什么都不关心。

国民党残匪马继良企图破坏铁路，他们打算拉拢姬心丹，遭到心丹的断然拒绝。

柳儿弯隧道塌方，有十几个人困在其中，耿震山立即让刘金贵请姬心丹协助救人，心丹冷漠回绝，刘金贵一怒之下拔枪顶着心丹的脑袋，然而心丹并不畏惧，刘金贵愤而离去。塌方现场危在旦夕，心丹突然出现，在他的指挥下受困人们终于获救。耿震山向心丹表示感谢，心丹告诉他，自己是为了救人，并没有心思帮他修路。

耿父看儿子全身心的投入在铁路建设中，无奈悄悄离去。

耿震山带着刘金贵亲自到心丹家道歉，心丹并不接受。耿震山走后，马继良等人突然闯进，软硬兼施逼迫心丹交出柳儿弯大桥的图纸，心丹和玉娘不知所措。

柳儿弯隧道终于修通，耿震山和战士们兴奋欢呼，马继良却在暗地恨得咬牙切齿。

兰州战役即将打响，耿震山憋着劲要上战场，团长陈坤却传达上级命令让他带部队配合铁路军管会共同修建“天兰”铁路。军命难违，耿震山只得硬着头皮上。陈坤提醒耿震山应该再成个家了，耿震山想到失散多年、生死不明的妻儿，委婉谢绝了。

五六、守梁和书光靠给人搬货挣了几个铜子，高兴地到饭馆吃面，马继良的手下老五认出书光是姬心丹的女儿，谎称能帮她找到父亲，带走了书光。

马继良派人找来五六和守梁，要他们挑一担柴草出城交给一个叫马三的人，五六和守梁一寻思能挣到钱没多想就答应了。

正在施工的七峰岭隧道被国民党残匪炸毁，耿震山火冒三丈，命令彻查。马继良暗自得意。

马继良通知心丹他们已经找到他的女儿，在马继良的老窝，心丹见到了衣衫褴褛的书光，父女俩抱头痛哭。马继良逼心丹当天夜里炸掉苦水大桥，否则就会对他的女儿动手，心丹左右为难。

马继良怕心丹靠不住，就找来五六和守梁，逼迫他们俩去炸桥。两人一看情势不妙打了个埋伏逃了出来，正撞上书光被人押着走来，五六被抓住，守梁逃脱了。守梁把这个消息告诉耿震山，耿震山立即带人营救。经过一阵激烈的枪战，终于救出了书光和五六，马继良趁乱跑掉了。

两个匪徒突然持刀闯进心丹家，玉娘自己却被匪徒刺中。众人将玉娘送到部队医院抢救，终于脱险。深受感动的姬心丹终于答应耿震山共同参加新中国的铁路建设。

公审大会上，国民党残匪被宣判死刑，群情激昂，高呼共产党万岁。

五六和守梁恳求耿震山收他俩当兵，耿震山让他们先去民工队，改掉身上的毛病，再考虑当兵的事。二人高兴的告诉书光，他们参加了修铁路的民工队，书光好不羡慕。

五六和守梁吃不了工地上的苦，再次求耿震山收他们当兵，还拿姬心丹的金表讨好耿震山，结果让耿震山识破，命令他们把表立刻还给心丹。五六和守梁一肚子不乐意跑到铁路上发泄，意外发现了敌人埋下的定时炸弹，五六急忙让守梁去报告耿震山，自己去拦住过往的火车。

五六和守梁原以为这回表现出色，够格当兵了，结果耿震山夸了他们一通后，还是让他们继续锻炼，五六不明白当兵为啥这么难！

五六在一次解手的时候发现了国民党残匪的暗道，耿震山顺藤摸瓜，一举剿灭了马继良残部。耿震山大喜，当即同意五六和守梁入伍，二人欣喜若狂。

守梁拿出心丹的金表，交给书光，书光认出是父亲的表，五六和守梁不好意思承认是偷的，只求书光还给她父亲，转身跑开。

马哈哈的古董买卖做不下去了，希望心丹帮他包一点土方工程，心丹答应帮忙。结果心丹发现工料严重不足，伙食又差，多名工人因饥饿晕倒在工地。马哈哈辩解说上面给的粮食和工程用料有限，自己也是巧妇难为无米之炊，姬心丹气愤的去找耿震山问个究竟，耿震山答应会给他一个满意的答复。

经过彻查，耿震山查出是马哈哈私自倒卖工料和粮食挣昧心钱，让耿震山抓了个正着。经过宣判，马哈哈等一批黑包商被枪毙，心丹为马哈哈贪图不义之财葬送性命而痛心不已。

耿震山带领战士们继续在工地上施工，突然接到上级电报：朝鲜战争打响。耿震山高兴的说终于又有仗打了！

为了争取在参战前完成修铁路的任务，耿震山命令加快工程进度，姬心丹却为此很是担心。果然刚爆破的隧道塌方，两名战士牺牲了，耿震山被停职反省。

五六在隧道塌方中为保护书光受了重伤，书光来看望五六，告诉他自己报名上唐山铁道学院了。两人相约，书光学成回来跟他一起修铁路。丁军看出两人的感觉不一般，提醒耿震山多留意。

耿震山接到命令让他继续留在铁路上参加西北铁路建设，只准许派一个侦察排参战。耿震山把这个机会留给了丁军，临走时将自己的战刀借给丁军，要他替自己多杀几个敌人。

五六向耿震山递交请战书，耿震山让他先改好错别字再来，并要求他不许再和书光来往，委屈地离开。

群众自发为子弟兵们壮行，书光焦急的拨开人群找到角落里的五六，五六失落地告诉书光上前线的名单里没有他，就匆匆离去，书光十分不解。

书光接到唐山铁道学院的录取通知书，却一点也兴奋不起来。她希望五六能为她送行，五六无言以对。书光离开的日子终于到了，五六只能远远地望着汽车渐渐远去，不禁潸然泪下。

常年的奔波令耿震山落下了胃病，文秀亲自熬好中草给他送去。耿震山想起了自己的妻子巧珍和从未见过面的儿子，一阵唏嘘。

大梁弯隧道出现涌水，险情丛生，姬心丹果断要求撤离。洞内顿时塌方，积水迅速漫延，耿震山等人惊出一身冷汗。姬心丹冷静思考后建议造船进洞，查看涌水及地质情况并设法排水。耿震山激动地说，别说是造船，就是造飞机也想办法给他造出来。

刘金贵交给五六一个“光荣”的任务：给耿震山当警卫员，五六不情愿的接受了这个任务。

在耿震山的带领下清理隧道的工程热火朝天的展开了，耿震山让五六安排炊事班给战士们做夜宵，五六却忘了，耿震山严厉训斥了他，五六哭着说想回连队打隧道，耿震山不许他打退堂鼓。

耿震山接到电报说母亲病重，想让他带着孙子回去一趟，这下可难坏了耿震山，工程正在节骨鼓眼上，自己的儿子又下落不明。刘金贵给他出了个主意，让五六顶替他儿子，五六却执意不肯。

文秀看出耿震山情绪不好，带他去看文艺队的演出散散心，耿震山却扔下大家一个人堵气走开了。文秀为耿震山表现提出不满，耿震山意识到自己过于鲁莽而感到后悔。

文秀语重心长地劝说五六让他帮耿震山当回儿子，了却老太太的一桩心愿，五六勉强答应了。

终于回到阔别十八年的老家，近乡情怯，耿震山见到步履蹒跚的父亲和久病卧床的母亲，难掩男儿泪，此情此景连五六也感动得哭成泪人。

家乡因为耿震山的到来热闹异常，两位老人和五六一见如故，老母亲拿出珍藏的戒指送给五六，老父亲自给五六取名耿西北，五六从未如此的感动过。酒席散罢，耿震山说第二天他们就要离开了，从此以后他还是他，五六还是五六，五六不由得莫名失落。

姬心丹告诉玉娘，兰州通车后，铁路将要一直往迪化修，玉娘一听急了，坚决不同意姬心丹再离开她。

回到营地，耿震山过于劳累在帐篷中休息，恰逢兰州通车在即，他让五六在火车通过的时候叫醒自己。不想火车来的时候，五六却怎么也叫不醒耿震山，最后连自己也没看到首列火车的通过。五六委屈地哭了，耿震山答应将来一定带他坐一回火车，五六才转忧为喜。

耿震山接到命令，部队集体转业，投入到青藏铁路的建设中去。耿震山接受不了自己不再是个军人的现实。五六时刻跟在他身边，耿震山叫五六不要再跟着自己了，自己不再是营长了。五六倔强的说我就要跟着你，因为你是我爹，我喜欢西北这个名字！耿震山激动地把五六揽入怀中。

1952年10月1日天兰铁路通车，耿震山继续率队西征，修筑兰新铁路。

1965年，耿震山率铁道部第一工程局第八联合作业工程队奋战在乌稍岭工地上，这里海拔2950米，是兰新线海拔最高的区间。

已从大学毕业的姬书光已经出落成一个清秀的大姑娘了，她坐着嘎斯车来到八队报到。文秀高兴的带着书光去见耿震山和心丹。此时的耿西北正在工地上一边指挥施工，一边和年轻的技术员杜寒松商量施工方案。守梁远远看到书光走来，激动地跑去告诉西北，西北默默不语。

文秀带着书光到技术处熟悉环境，技术员杜寒松和书光相互留下了很好的印象。书光在西北工作的地方找到了他，西北看到眼前这个朝思暮想的女孩，却不知该说什么，只含糊的打了个招呼就留下书光一个人匆匆离去。

书光和杜寒松西北提出关于青砚岭隧道的一些想法，西北流露出一丝不快。

耿震山问起书光回来的事，提醒西北已经不小了，该考虑个人问题了，西北笑着搪推过去。

姬心丹向耿震山建议让杜寒松和书光负责青砚岭隧道的项目，尽管危险性很大，耿震山看着大伙高涨的热情，也就同意了。西北得知工程由杜寒松和书光负责，气就不打一处来，恰巧杜寒松来汇报工作，西北没好气的把杜寒松打发走了，守梁对西北的反应疑惑不解。书光找到西北，问他如果是因为自己而拒绝接受这个方案，她愿意退出这个工程。

工程如期开始，西北看到杜寒松和书光热情地拿着图纸讨论着，心里很不是滋味。工人们按照方案正在隧道施工，突然洞口坍塌，一片狼籍。西北指责杜寒松设计不合理，杜寒松认为工人没有严格按照技术指标施工，二人争得面红耳赤，书光也和西北发生不快，含泪堵气离开。

夜晚，书光来向杜寒松道别，杜寒松看出书光的离去是因为西北，他诚恳地把自己对西北的了解告诉书光，劝说书光留下来，不然她会后悔的。

文秀猜测西北最近情绪反常，是冲着书光来的，让震山跟西北好好谈谈。