第一集
1949年，甘肅天水城外，兩軍對壘，殺聲震天。英雄營長耿震山親率一連戰士經過慘烈的廝殺戰，突出重圍，奮力阻擊敵人軍用列車的通過。面對呼嘯而來的龐然大物，戰士們束手無策，情急之下，耿震山不得以下令炸毀隧道。鐵路暢通是解放蘭州的必須條件，耿震山炸毀隧道，犯下重罪，險些被槍斃。團長陳坤命令耿震山限期修通隧道，戴罪立功。
硝煙未盡的天水街道上，剛被國民黨釋放的姬心丹神情茫然的走在街上，衣衫襤褸的五六和金守梁乘機將他的懷錶偷走了。
姬心丹與失散多年的妻子玉娘重逢，不禁淚如雨下，當得知自己的女兒書光在逃難中下落不明，失聲痛哭。姬心丹原是國民黨的橋梁工程師，由於對施工中營私舞弊的劣行不滿，被腐敗官員關進大獄，從此萬念俱灰，流落天水，以刻葫蘆為生。為了維生，心丹想將自己的懷錶賣給房東馬哈哈，一位落魄的古董店老闆，這時才發現懷錶不翼而飛。
耿震山的父親從老家來看望兒子，希望震山能帶著媳婦和孫子回趟老家看望病重的母親，而耿震山的妻兒在戰亂中失散多年，生死不明，耿震山愁得不知如何向父母交代。
五六和守梁躲在一節廢舊車皮裏，發現了躲在角落一身男孩裝束的姬書光。兩一致認定書光是啞巴，五六還給書光起了個名子叫小豆子。半夜，五六、守梁和書光溜到營房偷饅頭，被巡邏的解放軍帶到耿震山處。耿震山讓丁軍給了他們幾個饅頭，幾人吃個飽後非要留下來當兵，被耿震山趕了出來，五六順手偷走了耿震山的鋼筆。逃跑途中，幾人打濕了衣服，五六非要書光脫了衣服烤烤，遭到書光拒絕。五六認為書光看不起他，不由分強行扒下書光的衣服，書光重重的給了他一巴掌哭著跑開。
耿震山率隊開始修復被炸毀的隧道，由於從未接觸過此類工程，令修復工作總不得要領，屢屢受挫。在技術員何文秀建議耿震山向橋梁專家姬心丹求助，但是心灰意冷的心丹卻説自己現在除了刻葫蘆什麼都不關心。
國民黨殘匪馬繼良企圖破壞鐵路，他們打算拉攏姬心丹，遭到心丹的斷然拒絕。
柳兒彎隧道塌方，有十幾個人困在其中，耿震山立即讓劉金貴請姬心丹協助救人，心丹冷漠回絕，劉金貴一怒之下拔槍頂著心丹的腦袋，然而心丹並不畏懼，劉金貴憤而離去。塌方現場危在旦夕，心丹突然出現，在他的指揮下受困人們終於獲救。耿震山向心丹表示感謝，心丹告訴他，自己是為了救人，並沒有心思幫他修路。
耿父看兒子全身心的投入在鐵路建設中，無奈悄悄離去。
第二集
耿震山帶著劉金貴親自到心丹家道歉，心丹並不接受。耿震山走後，馬繼良等人突然闖進，軟硬兼施逼迫心丹交出柳兒彎大橋的圖紙，心丹和玉娘不知所措。
柳兒彎隧道終於修通，耿震山和戰士們興奮歡呼，馬繼良卻在暗地恨得咬牙切齒。
蘭州戰役即將打響，耿震山憋著勁要上戰場，團長陳坤卻傳達上級命令讓他帶部隊配合鐵路軍管會共同修建“天蘭”鐵路。軍命難違，耿震山只得硬著頭皮上。陳坤提醒耿震山應該再成個家了，耿震山想到失散多年、生死不明的妻兒，委婉謝絕了。
五六、守梁和書光靠給人搬貨掙了幾個銅子，高興地到飯館吃麵，馬繼良的手下老五認出書光是姬心丹的女兒，謊稱能幫她找到父親，帶走了書光。
馬繼良派人找來五六和守梁，要他們挑一擔柴草出城交給一個叫馬三的人，五六和守梁一尋思能掙到錢沒多想就答應了。
正在施工的七峰嶺隧道被國民黨殘匪炸毀，耿震山火冒三丈，命令徹查。馬繼良暗自得意。
馬繼良通知心丹他們已經找到他的女兒，在馬繼良的老窩，心丹見到了衣衫襤褸的書光，父女倆抱頭痛哭。馬繼良逼心丹當天夜裏炸掉苦水大橋，否則就會對他的女兒動手，心丹左右為難。
馬繼良怕心丹靠不住，就找來五六和守梁，逼迫他們倆去炸橋。兩人一看情勢不妙打了個埋伏逃了出來，正撞上書光被人押著走來，五六被抓住，守梁逃脫了。守梁把這個消息告訴耿震山，耿震山立即帶人營救。經過一陣激烈的槍戰，終於救出了書光和五六，馬繼良趁亂跑掉了。
兩個匪徒突然持刀闖進心丹家，玉娘自己卻被匪徒刺中。眾人將玉娘送到部隊醫院搶救，終於脫險。深受感動的姬心丹終於答應耿震山共同參加新中國的鐵路建設。
公審大會上，國民黨殘匪被宣判死刑，群情激昂，高呼共産黨萬歲。
第三集
五六和守梁懇求耿震山收他倆當兵，耿震山讓他們先去民工隊，改掉身上的毛病，再考慮當兵的事。二人高興的告訴書光，他們參加了修鐵路的民工隊，書光好不羨慕。
五六和守梁吃不了工地上的苦，再次求耿震山收他們當兵，還拿姬心丹的金錶討好耿震山，結果讓耿震山識破，命令他們把表立刻還給心丹。五六和守梁一肚子不樂意跑到鐵路上發泄，意外發現了敵人埋下的定時炸彈，五六急忙讓守梁去報告耿震山，自己去攔住過往的火車。
五六和守梁原以為這回表現出色，夠格當兵了，結果耿震山誇了他們一通後，還是讓他們繼續鍛鍊，五六不明白當兵為啥這麼難！
五六在一次解手的時候發現了國民黨殘匪的暗道，耿震山順藤摸瓜，一舉剿滅了馬繼良殘部。耿震山大喜，當即同意五六和守梁入伍，二人欣喜若狂。
守梁拿出心丹的金錶，交給書光，書光認出是父親的表，五六和守梁不好意思承認是偷的，只求書光還給她父親，轉身跑開。
馬哈哈的古董買賣做不下去了，希望心丹幫他包一點土方工程，心丹答應幫忙。結果心丹發現工料嚴重不足，伙食又差，多名工人因饑餓暈倒在工地。馬哈哈辯解説上面給的糧食和工程用料有限，自己也是巧婦難為無米之炊，姬心丹氣憤的去找耿震山問個究竟，耿震山答應會給他一個滿意的答覆。
經過徹查，耿震山查出是馬哈哈私自倒賣工料和糧食掙昧心錢，讓耿震山抓了個正著。經過宣判，馬哈哈等一批黑包商被槍斃，心丹為馬哈哈貪圖不義之財葬送性命而痛心不已。
耿震山帶領戰士們繼續在工地上施工，突然接到上級電報：朝鮮戰爭打響。耿震山高興的説終於又有仗打了！
為了爭取在參戰前完成修鐵路的任務，耿震山命令加快工程進度，姬心丹卻為此很是擔心。果然剛爆破的隧道塌方，兩名戰士犧牲了，耿震山被停職反省。
第四集
五六在隧道塌方中為保護書光受了重傷，書光來看望五六，告訴他自己報名上唐山鐵道學院了。兩人相約，書光學成回來跟他一起修鐵路。丁軍看出兩人的感覺不一般，提醒耿震山多留意。
耿震山接到命令讓他繼續留在鐵路上參加西北鐵路建設，只准許派一個偵察排參戰。耿震山把這個機會留給了丁軍，臨走時將自己的戰刀借給丁軍，要他替自己多殺幾個敵人。
五六向耿震山遞交請戰書，耿震山讓他先改好錯別字再來，並要求他不許再和書光來往，委屈地離開。
群眾自發為子弟兵們壯行，書光焦急的撥開人群找到角落裏的五六，五六失落地告訴書光上前線的名單裏沒有他，就匆匆離去，書光十分不解。
書光接到唐山鐵道學院的錄取通知書，卻一點也興奮不起來。她希望五六能為她送行，五六無言以對。書光離開的日子終於到了，五六隻能遠遠地望著汽車漸漸遠去，不禁潸然淚下。
常年的奔波令耿震山落下了胃病，文秀親自熬好中草給他送去。耿震山想起了自己的妻子巧珍和從未見過面的兒子，一陣唏噓。
大梁彎隧道出現涌水，險情叢生，姬心丹果斷要求撤離。洞內頓時塌方，積水迅速漫延，耿震山等人驚出一身冷汗。姬心丹冷靜思考後建議造船進洞，查看涌水及地質情況並設法排水。耿震山激動地説，別説是造船，就是造飛機也想辦法給他造出來。
第五集
劉金貴交給五六一個“光榮”的任務：給耿震山當警衛員，五六不情願的接受了這個任務。
在耿震山的帶領下清理隧道的工程熱火朝天的展開了，耿震山讓五六安排炊事班給戰士們做夜宵，五六卻忘了，耿震山嚴厲訓斥了他，五六哭著説想回連隊打隧道，耿震山不許他打退堂鼓。
耿震山接到電報説母親病重，想讓他帶著孫子回去一趟，這下可難壞了耿震山，工程正在節骨鼓眼上，自己的兒子又下落不明。劉金貴給他出了個主意，讓五六頂替他兒子，五六卻執意不肯。
文秀看出耿震山情緒不好，帶他去看文藝隊的演出散散心，耿震山卻扔下大家一個人堵氣走開了。文秀為耿震山表現提出不滿，耿震山意識到自己過於魯莽而感到後悔。
文秀語重心長地勸説五六讓他幫耿震山當回兒子，了卻老太太的一樁心願，五六勉強答應了。
終於回到闊別十八年的老家，近鄉情怯，耿震山見到步履蹣跚的父親和久病臥床的母親，難掩男兒淚，此情此景連五六也感動得哭成淚人。
家鄉因為耿震山的到來熱鬧異常，兩位老人和五六一見如故，老母親拿出珍藏的戒指送給五六，老父親自給五六取名耿西北，五六從未如此的感動過。酒席散罷，耿震山説第二天他們就要離開了，從此以後他還是他，五六還是五六，五六不由得莫名失落。
姬心丹告訴玉娘，蘭州通車後，鐵路將要一直往迪化修，玉娘一聽急了，堅決不同意姬心丹再離開她。
回到營地，耿震山過於勞累在帳篷中休息，恰逢蘭州通車在即，他讓五六在火車通過的時候叫醒自己。不想火車來的時候，五六卻怎麼也叫不醒耿震山，最後連自己也沒看到首列火車的通過。五六委屈地哭了，耿震山答應將來一定帶他坐一回火車，五六才轉憂為喜。
耿震山接到命令，部隊集體轉業，投入到青藏鐵路的建設中去。耿震山接受不了自己不再是個軍人的現實。五六時刻跟在他身邊，耿震山叫五六不要再跟著自己了，自己不再是營長了。五六倔強的説我就要跟著你，因為你是我爹，我喜歡西北這個名字！耿震山激動地把五六攬入懷中。
1952年10月1日天蘭鐵路通車，耿震山繼續率隊西征，修築蘭新鐵路。