二十世纪六十年代，在“黑云压城城欲摧”的国际形势下，毛主席一声号令：好人好马上三线。军人后代张利军(杨烁 饰)、农民的儿子马朝阳(荆浩 饰)、“资本家千金”陆若文(苏青 饰)和留苏归来的向晴(练束梅 饰)等这些充满斗志和激情的年轻人，来到了大西南的崇山峻岭。火车站，陆若文向高占武(任程伟 饰)报道，声称她的调令和档案都在箱子里。高占武一眼看出陆若文在说谎，安排张干事带她去调度室，之后再随专列回北京。随后走过来的向晴怒骂高占武欺负她的好朋友，高占武解释他这不是欺负，而是原则。向晴见到张利军，飞奔上前跳到他身上，一旁的马朝阳见他们拥抱在一起都傻眼了，张利军介绍向晴是他的发小。张利军和马朝阳在听说陆若文去调度室后，二人撇下向晴就往调度室赶去。此刻向晴还在气头上，并让他们二人把基地的地址告诉她。张利军和马朝阳立马明白陆若文不是被调过来的，劝她如此一来得去军事法庭。陆若文可不管那么多，她知道张利军和马朝阳都想跟她在一起，于是说谁告诉她，她就嫁给谁。可即便这样，张利军和马朝阳也不能犯错误。陆若文哽咽着说她想去基地，有情怀有梦想，还将张利军和马朝阳赶走。张利军和马朝阳被赶出来后遇见高占武，他提醒他们谁要是想跟陆若文一起回去，自己可不拦着，让他们好好考虑。老调度姜又发(王坚定 饰)安慰陆若文，同时也调侃她放着北京不待，却跑到这兔子不拉屎的地方。陆若文求姜又发告诉她基地的地址，姜又发表示只要不犯错误，这个忙他是帮定了。殊不知二人谈话被人偷听了去。通讯员向基地王副主任(于震 饰)(黄志忠 饰)汇报专列一来，敌台就有动静，问今天的情况用不用通知专区公安局。王副主任说不用，而明天省公安厅要来开个联席会议，那时再一块讲。张利军和马朝阳坐在台阶上闲聊陆若文的情况，此时高占武带来了马朝阳家里发来的电报，说是他父母都生病了，还挺严重的，正好明天有车运输货物去重庆，安排马朝阳就搭这辆车回去，同时还准了他一个星期的假。陆若文偷偷坐上运输车来到基地，这个晚上她躲在基地的车库里，天气特别冷，冻得她只有靠跳着来取暖。另一边，张利军讨好高占武，想要将陆若文弄去基地。高占武可不能做犯错误的事，他问张利军和马朝阳两人在陆若文的心里边谁的分量更重。张利军笑称谦虚地说是差不多，不谦虚地说马朝阳没戏。高占武有些无语，又问起向晴。张利军和向晴是在一个大院长大的发小，向晴的父亲是国防部少将。张利军突然很严肃地警告高占武若是让陆若文瞎了，自己可是会恨他一辈子。刘连柱(倪大红 饰)是厂里的大工匠，这天张利军带着向晴在食堂看见他，他正拿着一个收音机在听着什么。张利军与他打招呼，并向他介绍从苏联回来的燃料技师向晴，只不过他一直在捣鼓着收音机，都没有搭理。张利军转而向向晴介绍坐在一旁的高级技工梁玉强(夏凡 饰)，这个梁玉强是刘连柱的爱徒。张利军和向晴另找一张桌子坐下，向晴忍不住抱怨刘连柱怎么不搭理人，他们对他那么尊重，连眼睛都不抬一下。张利军赶紧对向晴比划嘘声动作，解释刘师傅就是这样，以后她会习惯的。向晴提起陆若文，希望她也在这里。张利军说陆若文是他的未婚妻，向晴听了生气离开了食堂。偷跑来基地的陆若文在车库被发现，她晕倒了，很快被送往医疗所。王副主任安排徐处长马上去医疗所把陆若文隔离起来并且控制住，再安排张干事严查昨天进出基地的所有车辆。医疗所里，医生宣布陆若文没什么大碍，就是体力透支。陆若文醒来接受隔离审查，徐处长希望她老实坦白地交代，这样或许她还能将功赎罪。陆若文交代没有人帮她，她只是在运输车开出站台后在拐弯的时候趁机跳上车的，还威胁徐处长若是把她遣送回去，那就是泄露重大的军事机密。徐处长明确表示不会把她送回北京，也不会留在基地，她唯一的去处就是监狱。陆若文激动表示谁也无法阻止她试制导弹，她还知道分院为了研制红1，成立了好几个研究室，其实都是为了上DF2的项目，徐处长怒得下令将陆若文关起来。陆若文知道的实在是太多了，王副主任没想到他们的保密工作到了严重泄密的地步，现在必须马上采取措施，徐处长的意见是所有与陆若文接触的人员全部进行审查。王副主任找到高占武，提起基地建设、导弹项目涉及国家重大的军事机密，分院之所以从城市迁到大三线，一是为了备战，更重要的是为了保密。现在陆若文擅闯基地，说明研究室有重大泄露的可能。高占武答应所里的人接受政治审查，并且交代张利军、马朝阳和向晴在火车站单独接触过陆若文。只不过向晴的家境情况不可能泄密，而马朝阳昨天接到父母病危的电报回去了，所以也不太可能泄密，这样说来唯一有可能泄密的人就是张利军。张利军接受审查，他交代自己爱陆若文，也很想让陆若文来基地，但他不会做犯错误的事，就算要陆若文来基地，那也得全部按照程序进行。王副主任电联政委请示如何处理陆若文擅闯基地一事，政委的意思是无论是什么人都要移交军事法庭。王副主任很快向司令汇报这个情况，司令希望王副主任通过这次事件跟分院那些年轻的技术人员跟他们讲清楚，到了基地就是保密单位，要以军人的标准要求自己。张利军听说陆若文要被关进军事法庭，他对高占武很有意见，情绪激动吵着要离开。高占武让张利军待在他的办公室，什么地方都不准去。随后，高占武找到向晴，让她跟自己一起去基地。向晴找到父亲，她的父亲就是司令。父女二人寒暄一番，她向父亲提起陆若文之事。