志愿军某部赴新疆克拉玛依开发石油。战斗英雄杨大水为了见未婚妻兰妮一面而中途掉队。他和战友土豆子历尽千辛万苦徒步追赶部队。到达克拉玛依后部队集体转业，副排长小豹子顶替杨大水当上了钻井队队长，而杨大水却阴错阳差地成了地质队的炊事员。
地质队队长徐正成言行不一，令杨大水琢磨不透。文工团员田可爱慕英雄杨大水，引得一直暗恋田可的小豹子泛起醋意。
因为杨大水蒸的馍里有沙，地质队员曾浩与杨大水发生争执，遭到队长徐正成批评，曾浩的恋人戴虹不禁为他的表现担忧。拉水驼队在大漠里走失，众人寻找驼队遭遇沙暴。
西圣地剧照
杨大水只身找回驼队，自己却因为干渴昏了过去。曾浩宁肯自己不喝水也要洗头，又与杨大水冲突。田可在广播里宣传杨大水找回驼队的先进事迹，杨大水却闯进广播站直言表扬稿里的不实之处。
苏联专家米基尔与廖总工程师在勘探开钻问题上产生严重分歧。曾浩与米基尔争论，徐正成却批评曾浩不该锋芒毕露。克拉玛依油田最终按中方方案开钻。
米基尔酒后为开钻之事找廖总兴师问罪，杨大水打抱不平，动手打了米基尔。米基尔要求枪毙杨大水，杨大水被监禁。曾浩深夜蒙面解救杨大水，他却顾全大局不肯走。
米基尔酒醒之后原谅了杨大水。成天海决定让杨大水当钻井大队大队长，杨大水却因自己刚犯错误要顾及影响而婉拒。兰妮怀上了杨大水的孩子，独自离家，进疆寻夫。
