抗美援朝战争结束后，曾经立下赫赫战功的冯石将军（李雪健饰）接到中央委派的使命，带着一支英雄部队挺进戈壁滩。与此同时，从美国归来的科学家陆光达（李幼斌饰）匆匆与妻子王茹慧（陈瑾饰）告别，各科研机构、各重点大学也挑选大批优秀人才，奔赴西北荒漠。他们即将在那里完成一项震惊世界的使命——建造原子弹发射基地。

苏联专家撤走，科技手段落后，物质极度匮乏，三年自然灾害，一个个难以想象的困难相继而来。白手起家，艰苦创业，在内无经验外断支援的艰苦条件下，一群怀着崇高理想的无名男儿朝着共同的目标奋勇前进。