上世纪50年代末，张司令员(张京生 饰)奉命筹建我国核武器试验基地，他选择老部下何玉山(宋运成 饰)、徐远征(任泽巍 饰)执行任务。何玉山接到命令，告别两个儿子和待产的妻子即刻起程；徐远征在新婚之夜与妻子不辞而别。何玉山接管了从朝鲜归来的军列，率指战员们奔赴新战场。

深夜，徐远征也踏上此列车，二人相见互致军礼。军列驶至甘肃，在大漠中，何、徐二人见到老首长张司令员。张司令员告诉了何玉山此行的目的，何玉山兴奋不已。张司令员命令何、徐率部由甘肃敦煌向新疆进发，部队艰难行进，终于在罗布泊腹地找到了理想的试验场区，又在数百公里外盛开着马兰花的戈壁安营扎寨，取名“马兰村”。