某新型“杀手锏”导弹武器研制成功。导弹部队总部将为该导弹武器筑巢的“世纪龙”龙头工程任务交给了某工程兵师大功团。正在观摩导弹发射的团长石万山(刘之冰 饰)突然接到报告，八名官兵被山体滑坡困在坑道内，急忙返回组织营救。

总部派女工程师林丹雁(王茜华 饰)任龙头工程的技术总监，工程兵师也委派副参谋长郑浩(孙思瀚 饰)负责龙头工程的指挥协调工作。营长张中原之妻高丽美应聘到环宇公司上班，公司规定两年内不能生孩子。清华大学“国防生”魏光亮(黄海波 饰)无奈地放弃出国深造机会，与女友分手，在前往大功团报到的火车上，邂逅军医周亚菲(伊春德 饰)。

魏光亮(黄海波 饰)被分配到大功团一连代理排长。在魏光亮的分配问题上，郑浩(孙思瀚 饰)和石万山(刘之冰 饰)产生分歧。他的到来不仅使士官齐东平(陈思诚 饰)的提干受到影响，而且他的言行使全排的工作拖了后腿。环宇公司董事长孙炳乾(曹力 饰)出于某种目的，欲在七星谷搞生态旅游开发。

黄白虹在机场邂逅老同学林丹雁(王茜华 饰)，对她所从事的工作产生“兴趣”。魏光亮叫板团长操作台车，结果弄巧成拙。齐东平收到姐姐来信，要他不要牵挂患病的父亲，争取早日提干。张中原批评魏光亮的“光荣被”，并令其限期改正。

初次进坑道的魏光亮(黄海波 饰)出尽洋相。在齐东平(陈思诚 饰)等人的怂恿下，赌气地操作台车，致使台车损坏，遭到张中原的训斥，一气之下将安全帽摔在地上。石万山(刘之冰 饰)决心“修理”魏光亮，撤消其代理排长职务，并继续留在一排当兵。在齐东平的协助下，魏光亮将台车修复。

孙炳乾(曹力 饰)指使手下将摄像头秘密安装在进出七星谷阵地的必经之路，刺探我军事情报。高丽美发现已怀孕，警告张中原如不赶紧回家，就让坑道为他生儿子。魏光亮和齐东平被大塌方困在了坑道内，情况万分危急。

大塌方引起导弹部队总部和工程兵师的高度关注。在如何组织营救的问题上，郑浩(孙思瀚 饰)和石万山(刘之冰 饰)再一次发生矛盾冲突。在郑浩的强烈干预下，石万山被迫违心地下令组织大规模营救，结果以失败而告终。张中原因大塌方无暇顾及妻子高丽美的最后通牒。

在王经理的胁迫下，高丽美做了人流，使家庭出现危机。魏光亮(黄海波 饰)和齐东平(陈思诚 饰)被困在坑道内已经四天四夜，生命危在旦夕。周亚菲(伊春德 饰)在喝牛奶时突发奇想，建议用输水管输送牛奶，为魏光亮和齐东平补充营养，等待救援。

救援工作仍无任何进展，顾师长和成政委飞赴七星谷坐阵指挥。齐东平(陈思诚 饰)安慰魏光亮(黄海波 饰)振作起来，不要向死神低头。郑浩(孙思瀚 饰)通知魏光亮和齐东平的亲属来七星谷料理后事，被石万山(刘之冰 饰)斥责。输水管道终于被疏通，生命之水（奶）使两人重新燃起生的希望。

大规模营救工作再一次展开，被困七天七夜的魏光亮和齐东平终于被救出。连续的劳累使石万山的胃病加重，林丹雁(王茜华 饰)暗自落泪。汪小青(严晓频 饰)带着儿子石小山来到汉江大本营。齐东平误解姐姐，齐东玲伤心地离开了医院。

石万山(刘之冰 饰)安排张中原回家安慰妻子，保住儿子。但已误入歧途的高丽美不但没有原谅丈夫，反而指责张中原是个骗子。深爱妻子的张中原只好无奈返回七星谷。石万山在宿舍设宴犒劳在大营救中的有功之臣，林丹雁(王茜华 饰)和周亚菲(伊春德 饰)如期而至，与突然来到七星谷探亲的汪小青(严晓频 饰)不期而遇，令石万山十分尴尬。

经历大塌方的魏光亮(黄海波 饰)和齐东平(陈思诚 饰)成为生死之交。魏光亮为齐东平和护士吴红牵起了红线，从而引发出一连串啼笑皆非的闹剧。汪小青埋怨石万山一直隐瞒自己的病情，规劝石万山到医院治疗。

为宣传齐东平(陈思诚 饰)和魏光亮(黄海波 饰)的先进事迹，总部派记者来到七星谷进行采访。魏光亮和齐东平伤愈归队，吴红因临时执行任务耽误了为他们送行，当她赶到车站时，火车已经离去。汉江市国家安全局姜处长和侦察员冯倩倩到七星谷阵地了解情况，对大功团的防间保密工作提出质疑。

为博得高丽美的欢心，王经理大献殷勤。张中原回家发现高丽美一夜未归，彻夜未眠，质问高丽美昨晚在什么地方？高丽美愤然提出离婚。齐东平和魏光亮回到七星谷，受到了英雄般的礼遇。

为给提干竟争对手齐东平(陈思诚 饰)使绊子，方子明怂恿王小柱向齐东平请假到汉江，然后乘飞机私自离队，并向郑浩(孙思瀚 饰)举报。齐东平终于盼来了吴红的来信。石万山(刘之冰 饰)和汪小青(严晓频 饰)劝告高丽美和张中原和好，反遭高丽美的奚落。在汪小青的苦苦哀求下，石万山答应到医院检查身体，但却拒绝住院治疗。

汪小青数落几句反遭石万山的斥责，流着眼泪离开了汉江。县武装部找到了王小柱，并向部队通报情况。张中原担心王小柱私自离队会影响齐东平的提干，主动承担所有责任。

担心事情败露的方子明恶梦缠身，向周亚菲(伊春德 饰)诉说苦闷以寻找良方。郑浩(孙思瀚 饰)对“逃兵事件”抓住不放，对张中原的说法表示怀疑。齐东平(陈思诚 饰)打电话转告王小柱，说营长让他继续回家尽孝。方子明的“小人”行径遭到张中原的严厉痛斥羞愧难当。

林丹雁(王茜华 饰)发现宿舍屡现野菊花，请石万山(刘之冰 饰)帮助查找送花使者。坑道因通风管破裂，出现机械尾气中毒事故。魏光亮(黄海波 饰)舍己救人，昏迷不醒。郑浩在中毒事件上大做文章，建议成立安全工作领导小组。通过中毒救人事件，周亚菲改变了对魏光亮的看法。

魏光亮(黄海波 饰)救人有功，被任命为一连代理连长。为达到不可告人的目的，黄白虹委以高丽美重任，并警告王经理不要纠缠高丽美。齐东平(陈思诚 饰)终于盼来了提干的消息。送花人正在送花时被林丹雁(王茜华 饰)“逮”了个正着。为建立局域网，林丹雁委托老同学黄白虹帮助购买电脑。

张中原托准备到汉江体验身体的齐东平捎带东西，齐东平发现高丽美在王经理家，规劝高丽美要自重。王经理以私闯民宅拿水果刀刺向齐东平，被齐东平狠狠揍了三拳。王经理要报警，高丽美左右为难。

为平息打人事件，石万山(刘之冰 饰)和朱彩云到环宇公司协调解决。高丽美咬定齐东平(陈思诚 饰)是受张中原的指使。为阻止高丽美离婚，孙炳乾(曹力 饰)开除了王经理，并指使黑社会殴打恐吓，令其从汉江消失。高丽美报警，石万山和张中原被警方带走接受调查。

王经理迫于孙炳乾的压力，不敢承认被打，并责骂高丽美不该报警。张中原无奈同意离婚。已无利用价值的高丽美也被公司开除。石万山的病情愈来愈严重，林丹雁(王茜华 饰)请周亚菲(伊春德 饰)帮忙以了解病情的轻重程度，遭石万山斥责。打人事件使齐东平的提干变成了泡影。

心情郁闷的张中原借酒消愁，向石万山(刘之冰 饰)诉说心中的烦恼，并趁酒劲与郑浩(孙思瀚 饰)发生冲突，被石万山及时制止。黄白虹以优惠价将电脑卖给了部队，冯倩倩赶到七星谷制止安装使用。经检测，特殊芯片是一种目前世界上最先进的全球定位发射系统。

国家安全部门决定，在七星谷成立防间保密领导小组，执行反间谍行动计划。通过调查，安全部门掌握了孙炳乾(曹力 饰)和黄白虹收集七星谷导弹阵地情报的犯罪事实。魏光亮(黄海波 饰)按照安全部门的指令，定期在特设电脑上发布虚假信息。

一直被感情问题所困扰的林丹雁(王茜华 饰)，在石万山(刘之冰 饰)的情感阴影中难以自拔，求助周亚菲(伊春德 饰)帮助进行心理疏导。坑道出现泥夹石，并出现小规模塌方，致使工程进度十分缓慢，全团上下十分着急。魏光亮(黄海波 饰)找到周亚菲，旁敲侧引地表白对周亚菲的爱慕之情。

周亚菲的心理咨询室和知心姐姐栏目办得红红火火，得到官兵们的一致好评。魏光亮的成长进步使钟怀国和养母感到十分的欣慰。一年一度的老兵退伍工作开始，铁一营二十四名老兵恋恋不舍地向坑道告别，离队返乡。

为增强导弹工程兵的荣誉感，郑浩(孙思瀚 饰)在欢迎新战友的大会上发表了铿锵激昂的演讲，全团上下群情振奋。魏光亮(黄海波 饰)已经成长为一名合格的基层指挥员，并当上了连队支部书记。黄白虹约林丹雁(王茜华 饰)到三亚旅游，石万山(刘之冰 饰)提醒林丹雁要绷紧保密这根弦。

坑道顶部出现悬石，魏光亮组织爆破时出现哑炮，差点酿成大祸。八一建军节到了，朱彩云组织军嫂演出队来到部队慰问演出，博得官兵们的阵阵掌声。为宣传好军嫂汪小青(严晓频 饰)，洪东海(徐成林 饰)瞒着石万山邀请汪小青母子也来到了七星谷。

林丹雁(王茜华 饰)和郑浩(孙思瀚 饰)的婚姻大事成为人们关注的焦点。同时回北京探望秦教授的林丹雁到机场为郑浩送行。受魏光亮(黄海波 饰)的邀请，周亚菲(伊春德 饰)为一连的官兵授课。郑浩向石万山(刘之冰 饰)表白对林丹雁的感情，请石万山牵线搭桥。为加快工程进度，石万山提出了边掘进边被覆的施工方案，遭到林丹雁的极力反对，郑浩也持保留意见。

石万山上报工程兵师，顾师长和成政委建议石万山亲自到总部汇报，得到了工程部领导的大力支持。提速大会战使工程进度大大提高。石万山的病情加剧，林丹雁告诉了汪小青(严晓频 饰)。

接到林丹雁(王茜华 饰)电话的汪小青(严晓频 饰)心急火燎地赶到七星谷，苦苦哀求石万山(刘之冰 饰)到医院接受治疗。姜处长来到七星谷，通报反间工作有关信息，并将林丹雁的保护措施由B级上升到A级。为治疗烂裆病，魏光亮(黄海波 饰)带领官兵们在小河边裸晒，林丹雁和周亚菲(伊春德 饰)误入，使官兵们虚惊一场。

炎热的天气使官兵们无法正常休息，直接影响工程施工进度。石万山决定给战士宿舍安装空调，郑浩(孙思瀚 饰)以挪用工程款为名极力反对，并上报师党委，引发众说纷纭的“空调事件”。

李娜回国欲来汉江与魏光亮(黄海波 饰)重归于好，魏光亮恳求周亚菲(伊春德 饰)一起去见李娜，并当面向周亚菲正式求婚。李娜悄然离去。周亚菲汇报了石万山(刘之冰 饰)的真实病情，引起洪东海(徐成林 饰)和郑浩(孙思瀚 饰)的高度关注。张中原与即将复员的方子明促膝交谈，并将亲妹妹介绍给他。

此时，坑道出现严重的工程质量事故，损失巨大。总部和工程兵师分别派出事故调查小组进驻七星谷，查找事故原因。身为龙头工程项目责任人的石万山难辞其咎，被停职检查，郑浩暂时兼任团长。

石万山(刘之冰 饰)被停职在全团上下引起强烈反响。他不顾众人的挽留准备离开七星谷，临别前向洪东海(徐成林 饰)和三位营长交待工作。魏光亮(黄海波 饰)等众官兵列队相送，石万山默默无语，在“团长走好”的高呼声中怅然离去。钟怀国理解石万山的心情，带他参观在建中的龙滩水电工程。

郑浩(孙思瀚 饰)在未查明事故原因的情况下决定砸掉有质量问题的段面重新进行被覆，被林丹雁(王茜华 饰)强行制止。石万山的病情进一步恶化，终于住进了医院。为查明事故的真正原因，林丹雁采集样石回北京进行化验分析，终于查清事故原因是膨胀围岩所致。

郑浩(孙思瀚 饰)提出突破万米大关者将予以重奖的施工方案遭到石万山(刘之冰 饰)等人的质疑。齐东平(陈思诚 饰)拟将自己的肾脏移植给父亲。秦怀古因积劳成疾不幸病逝，林丹雁(王茜华 饰)十分悲痛。此时，坑道出现了罕见的泥石流，齐东平为抢救战友壮烈牺牲。预感不祥之兆的石万山在手术前不辞而别。

葬礼上，郑浩宣读齐东平迟到的提干命令，吴红和大功团官兵齐声高歌为齐东平送行。郑浩和方子明来到齐东平坟前忏悔。齐东玲带着弟弟的骨灰回家。在朱彩云撮合下，张中原和高丽美破镜重圆。

钟怀国和牛犊来到“魔鬼谷”，在即将被封存的老坑道前十分伤感。石万山(刘之冰 饰)参观新型导弹后倍受鼓舞。孙炳乾(曹力 饰)欲绑架林丹雁(王茜华 饰)，被冯倩倩巧妙周旋脱险，间谍网被一举捣毁。施工进入溶岩区，林丹雁和郑浩(孙思瀚 饰)观测地质情况，险些坠入地下河。

为提前竣工，铁一营掀起了施工大会战，官兵们拚命施工，以至疲惫极致。石万山痛斥张中原不顾官兵疾苦，终因胃病发作，口吐鲜血被送进医院急救。“世纪龙”龙头工程终于提前竣工。大功团官兵亲眼目睹导弹发射场面，实现了导弹工程兵几代人的夙愿。