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青年知识分子潘国强（王一 饰）在新婚之夜，秘密被国家征召，前往荒无人烟的金银滩草原，参加一项绝密的重大国防工程建设，新婚妻子蓝梅（翟佳 饰）从此失去了他的音讯。在金银滩草原，他和魏建（嵇波 饰）等一批同志，牺牲了自己最美好的年华，在草原中建立起了一座原子之城——221基地。几年后，蓝梅也被国家派往221基地，但由于严格的保密条例，两个人却不知道彼此仅仅一墙之隔……就在工程即将成功之际，两个人终于相见，但一场草原大火，潘国强身负重伤，被倾心他已久的藏族姑娘卓玛（濡雪 饰）私下带到了遥远的祁连山下，就此失踪……