解放初期，怀揣着建设祖国大西北梦想的水利学校毕业生陈大河（李乃文饰）与方文刚（袁琛饰）一同来到塔里木河，为了解决塔里木河流域长久以来“桃花水”给当地群众带来的灾害问题，陈大河与方文刚与当地的年轻水利工作者吐尔逊（伊斯拉木江·瓦里斯饰）一起，在英苏村阿布杜拉老人（吾守尔·赛来饰）和乡亲们的帮助下，战天斗地共同修建了维系当地百姓生产生活命脉的水利工程大海子水库。在水库修建的过程中他们结识了苏联专家安东诺夫（山鹰饰）和翻译冬尼娅（奥莉娅饰），并建立了深厚的友谊和感情。