1949年10月，伴随着新中国成立的隆隆礼炮声，中国人民解放军挥师进军新疆。在平定社会局势之后，驻疆部队积极响应中央号召，一手紧握战斗武器，继续清剿残存的反动与分裂势力；另一手则拿起生产工具，开启了轰轰烈烈的屯垦戍边岁月。为了让指战员们彻底扎根边疆，新疆军区决定从内地大批征召女兵入疆，以解决官兵们的婚姻与家庭问题。春铃和秋芳是内地某中学的同班同学，两人情同手足。当时，秋芳不幸被卷入一桩买卖婚姻，面临被迫辍学嫁给镇上无赖的绝境。恰逢新疆部队在镇上征召女兵，在春铃的奋力鼓励与帮助下，秋芳成功逃至征兵站，在最后一刻踏上了女兵专列。而春铃竟在慌乱中忘了下车，阴差阳错地随车参军，与秋芳一同踏上了前往新疆的漫漫长路。然而，到达部队后，这对情同姐妹的女孩却迎来了截然不同的命运轨迹。秋芳较为幸运，被分配至师部医院担任护士，不久后与罗师长结为伉俪，并获得进修深造的机会。虽起初对这桩婚事心有不甘，但罗师长的宽容与细致关怀最终打动了他，秋芳由此收获了安稳幸福的家庭生活。相较之下，春铃的命运却异常曲折多舛。她被分配到条件极为艰苦的屯垦点——下野坡三营。在马营长的带领下，战士们战天斗地、以苦为乐，用双手开垦荒地、修筑大渠。春铃不仅投身繁重劳动，还主动照顾烈士遗属翠莲。她的美丽善良令三营的战士们暗生情愫，老杨与胡铁更是一对因她而反目的情敌。阴差阳错之下，胡铁本欲与春铃结为连理，却因毫不知情的马营长也欲娶春铃而被迫黯然离开。此后，春铃在探望秋芳的途中惨遭歹人侮辱，胡铁蒙冤入狱。心灰意冷的春铃拒绝了马营长，转而与乘虚而入的老杨结合，却又因被诊断无生育能力而遭老杨无情抛弃。直到在养猪场偶遇服刑劳改的胡铁，春铃才终于窥见当年惨案的真相——那个侮辱自己的歹人并非胡铁，而是道貌岸然的老杨。历经磨难与沉冤昭雪，无罪释放的胡铁与春铃终于在烈日炎炎的戈壁滩上，迎来了属于他们的相守。