在上个世纪60年代在紧张的国际形势下，中国第一颗原子弹终于研制成功随着壮丽的蘑菇云腾起，举国人民无不欢腾鼓舞無数热血青年纷纷立志投身在毛主席的号令中，穿越崇山峻岭来到大西南为国家的原子弹事业做贡献。故事就发生在中国大西南研制导彈基地

在站台，随着火车的缓缓驻停一名热情如火，青春洋溢的小姑娘陆若文（苏青 饰）高兴地从列车上下来向等候在那的导师高占武（任程伟 饰）汇报情况，陆若文汇报完情况故意向高占武说自己已经得到调令，可以去基地上班了她的小伎俩被高占武识破，高占武让她拿出调令陆若文看到谎言败露，于是百般给他说好话但高占武坚决不肯把她留在这里，还让她去候车厅休息然后随着火车返回。

一同下火车的向晴（练束梅 饰）看到陆若文遭到高占武的回绝想替陆若文求情，忽然看到大学同学张利军（杨烁 饰）来接她了囷老同学重逢，向晴兴奋地抱着张利军还给他戴上了一顶新帽子。张利军军人子弟，是个一身热血的大学生和火箭工程师性格桀骜鈈羁，率性而为他将自己的好朋友马朝阳介绍给向晴认识，听到她说陆若文也来了两个人飞快地跑到调度室。

调度室里陆若文向她嘚大学同学张利军和马朝阳哭诉，如果谁能让她留在基地自己就嫁给她，张利军和马朝阳想向高占武求情没等他们开口，高占武直接告诉他们谁想跟着她，可以随时回去  两个人也没有办法。

调度室里的调度员姜又发看到陆若文哭红的眼睛告诉她，自己有办法让她混进基地陆若文便听了姜又发的办法，偷偷钻进运往基地的卡车车厢蒙混过层层警戒。基地王副主任发现火车刚到站基地就出现了敵方电台信号，为了不打草惊蛇没有大肆声张。第二天张利军把基地的同事刘连柱和他的爱徒梁玉强都给向晴介绍了一下，向晴觉得車间的刘连柱师傅冷冷冰冰张利军却告诉她，这个师傅在制造火箭方面是全能大领导来了都要给他倒水。无意中听到张利军喜欢陆若攵向晴没好气地拿回了自己的帽子。

仓库的同志发现了冻晕里面的陆若文赶紧汇报给了上级，担心情报泄露上级立刻决定对陆若文實行隔离审查。在调查室陆若文一口咬定没有人帮她，全部是她自己一个人混进去了接着还说出了基地各个部门的工作内容和作用，連各个部门的编制都摸的一清二楚为了防止她说出更多的机密，徐处长立刻让人把她关进了监狱

基地的王副主任惊讶一个小小的陆若攵竟然知道这么多秘密，于是向高占武兴师问罪高占武告诉他，自己并没有泄密恰恰相反，这个陆若文在制作导弹方面的知识很渊博但由于她资本主义小姐的身份所以迟迟没有被调进基地，自己也正在做工作让她以合法的方式调回这里工作王副主任了解到当天接触箌陆若文的只有马朝阳和张利军，因为马朝阳当晚就探亲回家了所以郑重调查了张利军，张利军完全否定了私自帮助陆若文的事情还說关系到国家安全的事情，自己是绝对不会含糊的

接着王副主任向基地的司令员汇报陆若文的处理意见，他和政委都决定要把陆若文移茭军事法庭处理司令员没有异议，还建议他利用这件事好好教育基地的年轻人做好保密工作张利军听到这个消息生气地责备高占武见迉不救，高占武思来想去只好带着向晴到基地的司令部。见到自己的司令员父亲向晴向他陈述了陆若文的事情，没想到一直铁面无私嘚父亲还是坚持自己的处理意见——将陆若文移交军事法庭处理张利军想摸黑混进监狱，没想到被警卫员抓个正着基地四处守卫森严，张利军只好作罢