军垦博物馆内，白发苍苍的刘玉秀的目光从一件件文物上滑过，她的目光停留在了一张照片上，那是一张三个年轻女兵的合影，照片中的刘玉秀、徐静兰和大凤充满了朝气，她们的脸上漾溢着纯朴开朗的笑容。刘玉秀思绪回到了半个世纪前的激情岁月……
建国初期。芳草滩地处沙漠腹地，自然条件恶劣，以陈万忠为团长的独立团，在这里开荒造田，创建农场。
起义老兵胡连福和另两个起义士兵气喘吁吁地在戈壁滩上奔跑，陈万忠率一队骑兵追了上来，迅速包围了他们。胡连福被关了禁闭，他很后悔，觉得给陈万忠丢了脸，给解放军丢脸。
茫茫戈壁滩。政治部主任孙大姐和郑三月等战士，率领分配到独立团的女兵刘玉秀、大凤、徐静兰和巧妹等，乘坐一辆道奇卡车，向芳草滩进发。女兵们兴致勃勃地唱着《我们的队伍向太阳》歌曲。郑三月说一口河南话，他为徐静兰的容貌吸引，目光控制不住偷偷地往她身上溜，孙大姐了发现了逗他，郑三月自我解嘲说，这大概就传说中下凡的仙女吧！
行军途中，无论条件再艰苦，徐静兰也忘不了时常掏出小镜子照照。大凤说她臭美。刘玉秀、大凤和徐静兰等女兵坐在车上，一个个灰头土脸的。大凤望着无边的荒漠感叹，这么大块地没人种，可惜了。徐静兰神色忧郁，怀里抱着一把小提琴。刘玉秀则不由得回忆起参军离开家乡时和恋人李书文分手的情景。徐静兰渴了想喝水，她嘴对着插在油桶里的管子吸了一下，水流了出来，她接到碗里，喝了一口，很快她便吐了出来，她受不了桶里的汽油味。又干又硬的馕让女兵们难以下咽。姑娘们忍着饥饿与干渴，也不吃干馕，不喝桶里的水。姑娘们的嘴唇干裂了。玉秀从桶里吸出半碗水，掰一块馕在水里泡了泡，强忍着吃了下去。大凤见状，也效仿玉秀，并夸张地说好吃，姑娘纷纷地吃了起来。
艾力教女兵们学会唱《我们新疆好地方》等歌曲。姑娘们都很喜欢学歌，也很喜欢唱歌。其中徐静兰学得最快，唱得最好。大凤对艾力很好奇，说他长得象《列宁在十月》里面的瓦西里。艾力比她大不了一岁，却是参加过战争的老革命，大凤问他打死过敌人没有，艾力自豪地说打死的敌人不少于20个，大凤很敬佩他。暗暗喜欢上了艾力。
卡车坏了，姑娘们下车推车。车终于发动了，车轮卷起的尘土，扑了姑娘们一身一脸。第二天，队伍又出发了，郑三月提醒姑娘们，这一带有国民党残匪活动，大家要提高警惕，尤其是坐在车厢边上的姑娘，不要把头伸出来。土匪向刘玉秀包围过去，密集的子弹射向了刘玉秀。一名战士一边射击一边急忙冲上去用救刘玉秀，一梭子子弹射过来，两人一起倒下。刘玉秀从战士身下爬出来，战士满身是血，已经停止了呼吸。大家把战士掩埋在沙丘上。刘玉秀泪流满面地站在战士的坟前，给战士敬敬军礼。