上世紀(jì)50年代，美蘇兩國進(jìn)行核軍備競(jìng)賽，整個(gè)世界都籠罩在核戰(zhàn)爭的陰云中。美國不斷對(duì)我國進(jìn)行核威脅和核訛詐，這讓中央下定決定研究我們自己的原子彈。于是，尋找合適的核試驗(yàn)場(chǎng)這個(gè)任務(wù)，叫到了張司令員手中。但他提出要找回自己兩個(gè)老部下，何玉山，徐遠(yuǎn)征來完成光榮的任務(wù)。

此時(shí)，剛從朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)上回國的何玉山正在和自己的家人團(tuán)聚，而徐遠(yuǎn)征更是在部隊(duì)里正舉辦著自己的婚禮。然而大喜之日，兩人都接到了秘密任務(wù)，讓兩個(gè)人到指定地點(diǎn)待命。無奈之下，徐遠(yuǎn)征只得告別了自己的妻子林玉潔和孩子趕往總部。而在新婚之夜，何玉山為了不暴露自己執(zhí)行任務(wù)的行動(dòng)，只得與自己的新婚妻子林儒丫不告而別。

何玉山在華北某地趕上了最后一批回國的志愿軍戰(zhàn)士的列車，短暫交接后，何玉山和這批戰(zhàn)士乘著列車?yán)^續(xù)行進(jìn)，并在北京某車站停靠，大喜的日子被命令執(zhí)行任務(wù)，心里本來就不痛快的徐遠(yuǎn)征沒想到在這里看到了老冤家何玉山，兩人只是互相敬了個(gè)禮，就分別上了車廂。

列車一路向西，來到了甘肅，張司令早就在這里等著何玉山的到來。何玉山將部隊(duì)交給徐遠(yuǎn)征原地待命，自己來見張司令，張司令告訴他，國家決定要搞自己的原子彈，而他們的使命就是找到一塊合適的原子彈試驗(yàn)靶場(chǎng)。而這里離附近居民和莫高窟遺址太近，他們現(xiàn)在最迫切的任務(wù)就是向羅布泊方向?qū)ふ伊硪粔K合適的靶場(chǎng)。

何玉山和張司令來到原地待命的部隊(duì)當(dāng)中，給二人布置了任務(wù)，他們首先要在羅布泊附近找到水源，這樣才能駐扎下去。徐遠(yuǎn)征好奇這任務(wù)到底是什么，但張司令員卻沒有告訴他實(shí)情，只是讓他不折不扣的執(zhí)行命令。就在兩人來到進(jìn)入戈壁的同事，兩個(gè)人的家里卻各有苦辣酸甜。林玉潔有孕在身，還要照顧兩個(gè)兒子，分外辛苦。而徐遠(yuǎn)征的不告而別，讓新婚妻子林儒丫每日以淚洗面。

何玉山和徐遠(yuǎn)征帶著部隊(duì)徒步幾晝夜，卻連水源的影子也沒見到。部隊(duì)出發(fā)前所帶的飲用水早就何況，有的戰(zhàn)士在行進(jìn)途中犧牲了，部隊(duì)陷入了巨大的困境。幸好，張司令員帶著大部隊(duì)及時(shí)趕到，讓部隊(duì)擺脫了危機(jī)。在張司令員的帶領(lǐng)下，部隊(duì)終于找到了優(yōu)良的試驗(yàn)靶場(chǎng)，何玉山和徐遠(yuǎn)征親自打下了地標(biāo)。部隊(duì)又迅速開拔在附近尋找生活區(qū)。

部隊(duì)又行軍了幾百里，前方終于出現(xiàn)了一片綠色，而一名眼尖的戰(zhàn)士發(fā)現(xiàn)，此處不但有樹木，還有盛開著的馬蘭花。張司令對(duì)部隊(duì)的戰(zhàn)士們說，馬蘭花生命力極為頑強(qiáng)，有一點(diǎn)水就能夠存活，他當(dāng)即決定將這個(gè)地方命名為馬蘭村，并命令部隊(duì)在這里安營駐扎。