上世纪六十年代初,为减少京津冀地区的风沙危害,国家指定由林业部和河北省在承德境内高原荒漠塞罕坝上建立机械林场,抵御浑善达克和科尔沁沙地南侵。以主人公冯程、覃雪梅等为代表的第一代造林人——来自全国18个省市的林业大中专毕业生与林业干部职工为骨干的369人开荒队伍,带领当地干部群众拉开了与自然抗争的序幕。 岂料,因造林立地条件恶劣机械造林失败,转为人工造林。他们在平均海拔1500米、最低气温超过零下43度的环境下,在长达半个世纪的时光里,战严寒、斗酷暑、抛青春、洒热血,营造起“世界上最大的人工林海”,筑牢京津冀绿色生态屏障,拱卫京津冀蓝天,在荒凉的塞罕坝上,冯程和他的伙伴们同进退,共患难,也收获了友谊和爱情,谱写了壮丽的人生诗篇。
故事发生在抗日战争中期,这时的时局为敌我僵持阶段。日军在北线遭我军阻击,他们绕到西线,妄图迂回包抄战时的陪都重庆。日军西进必经大漠深处的白马镇,而此时白马镇振威镖局刚刚易主连德奎(连奕名 饰)手中,掌门不久,因大意连德奎遭汉奸张秉昌陷害并被逐出师门。流落江湖的连德奎联手土匪刘答应(王佳宁 饰)招兵买马,做起了赏金杀手,连续击败雪狼谷周边几路悍匪,打的日军骑兵望风而逃、丢盔卸甲,成为名噪八方的沙漠枭雄。国共双方对这支武装都展开了攻势,都想收编到己方所用,军统特工杨奕仁(马杰 饰)与中共特派员赵四海(杜淳 饰)更是暗战迭起......
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新中国建立之初,大难初定,百废待兴。然而国际局势分外险恶,中华人民共和国仍处在风雨飘摇的关键时刻。近有盘踞台湾的国民党政权蠢蠢欲动,时刻准备反攻大陆;外有美国为首的帝国主义伺机推翻新中国,从中渔利。为了与对手和列强抗衡,中共审时度势,敞开胸怀招揽海外的华人科学家归国,共同发展国防事业。感受到了祖国的召唤,钱学森(陈建斌 饰)、邓稼先(郑国霖 饰)、钱三强(杨洪武 饰)等科学家怀着一颗赤子之心,突破重重阻力投向祖国的怀抱。与此同时,国际上风云变幻,中苏关系交恶,抗美援朝战争也令原子弹的阴影进一步威胁中国的安全。 科学家们与祖国人民团结一心,为打造属于自己的“两弹一星”付出了无尽的努力……