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1950年6月15日，在成渝铁路开工典礼上，团长马祖堂把“开路先锋”旗帜交给先锋连连长罗向前。罗向前带着战士们修筑路基，他探索分层填土打夯法，解决了路基稳固性不足的问题。1950年秋，朝鲜战争爆发，志愿军入朝作战，罗向前被留下，他带着民工大队修建最大桥梁沱江大桥，不料遭遇特务破坏，牺牲了很多民工。罗向前发誓一定要修好成渝铁路，告慰牺牲工友。在柏树坳隧道路段，他和技术员叶岚带着民工们正干着，忽然发生塌方，很多民工被埋，罗向前被停职。经调查，塌陷属于地质灾害，罗向前恢复职务，民工们加班苦干，隧道很快贯通。1952年7月1日，成渝铁路全线通车，罗向前和叶岚在车厢里举行了别开生面的婚礼。
1949年11月，解放军某直属连连长罗向前和指导员吴强奉命深夜前去保卫大渡口钢铁厂，途中遭遇国军残留部队和特务伏击，展开激烈枪战，最终击退敌特，保住了钢铁厂。护厂队队长等壮烈牺牲，罗向前等十分悲痛，脱帽致敬。某军军长赵国良、参谋长刘新民拜见中共中央西南局书记邓小平和西南军政委员会主席刘伯承。邓小平说从本世纪初开始，清政府、北洋政府和国民政府四十多年修修停停，成渝铁路到现在没铺设一寸铁轨。这段历史落到我们手里，必须重新改写。刘伯承说党中央、毛主席完全同意修建成渝铁路，要求尽快成立西南铁路工程局，筹备修建成渝铁路。赵国良和刘新民深受鼓舞。
马祖堂带着罗向前去见赵国良，赵国良表扬他保住了钢铁厂，同时询问了部署情况。罗向前做了汇报。赵国良说跟国民党特务要斗智斗勇，要跟公安部门密切配合，保护好铁路专家田健的安全。叶岚跟着沙梦海来见赵国良，认出罗向前，感谢他救了自己。赵国良让叶岚去请田健，她答应试试。罗向前和通信员石头跟叶岚去田健家。田健听说罗向前救了叶岚，夸他是活菩萨。罗向前说赵局长让我保护你。田健明知来意，还是婉转拒绝。叶岚劝说田健参加铁路建设，田健说我在你师母坟前发过誓，决定不再搞成渝铁路，哀莫大于心死。特务李沐阳等对田健家开枪射击，石头为保护田健身受重伤。罗向前英勇还击，被子弹击中大腿……石头没能抢救过来。临死前石头说这辈子最大心愿就是坐火车回家去见我娘，说完就咽了气。罗向前、吴强向石头敬礼，田健、叶岚悲痛不已。石头的牺牲对田老震动很大，他拿出多年绘制的成渝铁路工程图，看着死去妻子的照片，决定违背承诺，出山修建成渝铁路。叶岚陪同田健来到西南铁路局，赵国良、刘新民等在门口欢迎。田健还带来几大箱子珍贵的图纸。
马祖堂认为对张彪应该撤职，罗向前说修成渝铁路需要人手。国民党有几十万散兵，应该争取过来加以改造。马祖堂让人把带伤跑出来的罗连长押回医院，继续养伤，严加看管。吴强叫人给张彪等送饭吃，二杆子以为这是最后一顿饭，禁不住哭起来。张彪却大口吃起来。吴强进来说团部决定免于处罚。张彪等深感解放军的包容。田健和叶岚发现，国民政府测绘院的图纸和实际情况有不少差距。为了精测线路，应该马上组建勘探队。田健和叶岚一起去找赵国良，赵国良让他在局里坐镇，田健却坚持要到勘测第一线去。得知叶岚也要求参加勘探队，赵国良有些担心。田健感慨万千说我愿意鞠躬尽瘁！沙梦海带着沙凯见了赵国良，提出安排在铁路局工作。赵国良却希望沙凯参加勘探队。沙梦海说技术部需要沙凯，最好留在局里。赵国良答应了。叶岚得知沙凯不去勘探队很失望。沙凯劝她不要去勘探队，说铁路沿线非常危险，特务、土匪很多，叶岚态度坚决，不改初衷。叶岚剪掉长辫子，理成短发，表达了参加成渝铁路的决心。叶母不同意，要去找田健兴师问罪。叶岚拿出田健转交给叶母的一封信。
罗向前带着连队唱着战歌到达永川镇。当地群众见到解放军，热情踊跃提供住宿饮食等各种服务。新婚夫妻都把新房子腾了出来。罗向前说就地驻扎，不扰百姓。战士们就在野地里住下来。罗向前和吴强安顿好连队，进行详细的分工，大家热火朝天干起来。赵国良给各地来的技术员做动员工作，希望他们把书本上的知识用到施工实践中去。修铁路是百年大计，祝大家旗开得胜、为国争光。沙凯打听叶岚的消息，沙梦海提醒他做好下工地的准备。沙凯很是抵触。罗向前为缺乏技术员、耽误工程进度发愁。吴强说各连都缺技术员，只能等。马祖堂跟赵国良要技术员，赵国良保证铁道部的技术员一来，马上派过去。
沙凯刚画了一会儿线，就说累得不行，在旁边偷懒休息。罗向前催促沙凯抓紧画线，沙凯说我再干下去非中暑不可。伤腿一阵巨痛袭来，罗向前站立不稳，歪倒在地，被拉起来后，却不肯休息，主动帮助画线，沙凯很是不解……沙凯回到住处，王淑娴帮他洗衬衣，却遭到沙凯奚落，说必须用肥皂洗。王淑娴赶紧煮了腊肉送来，沙凯才改变态度。晚上，王淑娴还帮沙凯买来一袋大米，沙凯很感激。王淑娴给沙凯送被子，被二杆子看见，第二天在工地上说闲话……吴强等找来石头样品，都被沙凯否认。罗向前希望他客气一点，沙凯却十分傲慢。吴强等又找来一批，沙凯说基本还行，弄得张彪等一头雾水。
田健找到叶父当年遇难的地方——青杠坡，讲述着叶父勘测成渝铁路时的最后一刻，叶岚痛哭失声，田健也老泪纵横。晚上，叶岚还给队员们讲起爷爷参加保路运动的英勇事迹，表示一定继承祖辈的遗志，把成渝铁路修好。田健和叶岚继续考察，队员马斌和郑燕燕无意中把一根标杆插在土坟上。村民孙世林等跑来，将马斌和郑燕燕围起来，指责他们踩踏他家祖爷的坟地。叶岚和田健前去交涉未果，田健反被扣押。孙世林等提出除了补偿，修路必须绕开孙家祖爷坟头100米。
沙凯向罗向前请假去看未婚妻叶岚，罗向前说现在正是施工紧张阶段，这个假我不能批。沙凯十分不满。罗向前带着战士们完成一段路基，沙凯横挑鼻子竖挑脸，说路基不合格，必须刨掉重来。罗向前心里不服，张彪说我们必须尊重技术人员。为了不耽误工程进度。罗向前号召大家挑灯夜战，战士们连夜返工。沙凯早上醒来再次检查，还说不合格，必须再次刨掉重来。战士们积极性大大受挫，二杆子等牢骚满腹……罗向前对吴强说沙凯是在故意刁难。吴强在河边找到沙凯谈话，说如果你利用验收的权力搞报复，性质就不一样。为了保证工程质量，我们宁愿停下来重检。沙凯很紧张。吴强说你在王淑娴家吃的大米和腊肉，是罗向前花钱买的。沙凯一时语塞。
张彪和沙凯住在一起，相互聊着家事。沙凯说起放弃去国外的机会，留下来为了未婚妻叶岚，张彪却对自己的过去沉默不语。第二天上工，张彪再次看见余慧珍，想把自己的脚砸伤，好有理由去见余慧珍。沙凯看出他的心思，决定帮他砸坏自己的脚。然后扶着张彪一瘸一拐来到医务室，余慧珍赶紧诊治……罗向前向沙凯请教修筑铁路路基的方法，沙凯说我们目前采用的是自然沉落法。修好的路基必须经过一两个雨季的自然沉落，才能铺轨。再经过一两个雨季，才能试行通车。罗向前说那得等到猴年马月？沙凯说科学就是科学，来不得半点马虎。罗向前不服气，决心想办法缩短时间。罗向前提出做路基沉降实验，沙凯冷嘲热讽，觉得他异想天开。吴强、张彪都劝他别干了。沙凯继续开小灶，二杆子又闹情绪，跟吴强嚷嚷要吃大米饭。吴强知道老班长是经过长征的红军战士，就请他给你们讲讲爬雪山过草地的艰苦经历。老班长讲吃草根、吃树皮，说小战士虎子背着青稞，却活活饿死在草地……战士们听了很受教育。沙凯也深受感动，拿出米袋子交给老班长，请全体战士一起吃。老班长看到沙凯的转变，格外欣喜
罗向前坚持用浇水沉降的方式进行实验，战士们利用旁边池塘里的水浇在路基上，再加以夯筑。沙凯检验以后，说达不到铺轨的要求。罗向前又想出个办法，往泥沙里加碎石。让老虎班进行实验，结果沙凯一下子就否定了。罗向前不服气，继续做实验。不料还是被沙凯检查说不合格。张彪有些泄气，罗向前也有点迷茫。沙凯趁机冷嘲热讽，说你是不撞南墙不回头。罗向前说我还非闯出一条路来！罗向前从农民屋场地基砸夯受到启发，决定用夯实泥沙的办法解决路基沉降。沙凯再次反对，吴强希望再给罗向前一个机会。罗向前带着战士们继续做砸夯沉降实验，武陟累得昏了过去。余慧珍急忙给与诊治。罗向前经过反复夯实路基，再由沙凯进行检验，硬度提高很多，可还达不到路基标准。罗向前遇到空前的困境，张彪也有放弃的想法。罗向前看到老班长做饼，用分层叠加的办法，忽然引发灵感。他决定采用分层打夯的办法，吴强觉得他魔怔了，提出停止实验。罗向前独自在夜间继续做实验。他累倒在工地上，竟然睡着了。吴强看着很心疼，脱下衣服给他披在身上。
沙梦海来到工地，检查罗向前夯实地地段，发现质量很不错，打算把相关数据拿回局里研究分析后再做结论。沙梦海私下跟沙凯说，这个实验很成功。这项发明可以在成渝铁路全面推广。他让沙凯写出一份报告送到局里，一旦通过，对沙凯回局里工作、提升工程师很有帮助。沙凯突然改变了态度，连夜赶写报告…… 马祖堂陪着沙梦海前来，沙梦海宣布分层填土打夯法，是了不起的发明。不料表扬的却是沙凯。罗向前和吴强等很是吃惊。沙凯领奖，二杆子等特别不服。吴强跟马祖堂反映，说分层填土打夯法是罗向前带人摸索出来的。马祖堂让他转告罗向前，不要和沙凯争功劳。吴强心里很是不安。沙凯获奖后十分得意，买了白酒请张彪一起庆贺。张彪很是不满。
田健等带病继续考察，山魈带着土匪突然袭击，田健、叶岚等被抓。李沐阳逼他们交出勘探资料。叶岚谎说知道资料藏在哪里，带着李沐阳等前去寻找。罗向前、吴强闻讯急行军前去解救， 李沐阳想杀死田健，罗向前等突然杀出，土匪特务纷纷逃窜。医院里，田健化险为安。叶岚感谢罗向前第二次救自己。罗向前说多亏你带着土匪找资料，拖延时间，保住了考察资料。沙凯赶来看望叶岚，说勘探队很危险，你就是不听！叶岚说等勘探结束就调过来，沙凯很高兴。
马祖堂安排罗向前、吴强消灭特务头子李沐阳及以山魈为首的土匪。罗向前派张彪火线侦察，查找土匪的巢窝。张彪经过明察暗访，查出山魈的老巢在龙潭穴。张彪建议强攻，罗向前说应该智取，争取混进龙潭穴，来个里应外合。张彪等成功混进龙潭穴，罗向前、吴强发起猛烈攻击，里应外合，消灭了这股土匪，山魈被击毙，李沐阳趁乱逃走。赵国良、刘新民召开会议，安排全线征集枕木。赵国良提议举办捐献枕木活动，进行一次爱国主义教育。马祖堂把征集和砍伐枕木的任务安排给罗向前等人。罗向前和吴强表态领了三万根，决心坚决完成这项艰巨任务。
罗向前去找马祖堂，询问什么时候上前线。马祖堂说我没接到命令，你安心修路。罗向前回来后，战士们热血沸腾，纷纷写请战书。沙凯劝张彪别去朝鲜，张彪有点动摇。张彪迟疑地写好请战书，却没有交出去。张彪得知余慧珍交了五页请战书很受刺激，罗向前说你可不能打退堂鼓，张彪只得交出写好的请战书。罗向前组织队伍白天修路，晚上练兵，一时热火朝天。田健和叶岚的改线方案由铁道部报请政务院批准，被采纳实施。赵国良说党中央、毛主席向全军发出“抗美援朝”的作战指令，筑路大队要抽调很多将士奔赴前线……田健担心成渝铁路停工，赵国良说不但不停工，还要争取早日修好成渝铁路，支援朝鲜战场。
罗向前送给吴强护身符，希望他平安归来。吴强把两块说山东快书的铜板送给罗向前，罗向前即兴打着铜板说了一段《武松打虎》……吴强想揪下领口上的扣子，给罗向前做纪念。罗向前不干，说你必须活着回来！罗向前、张彪、武陟送吴强等直属连官兵出征，罗向前看着熟悉的战士，亲手给他们送上连夜包的饺子，战士们边吃边哭……庄严地向罗连长敬礼！吴强带着队伍浩浩荡荡出发。夜深，罗向前看着空荡的屋子，看到吴强留下来的扣子，心情久久不能平静。
1950年11月，马祖堂宣布罗向前担任筑路第一支队第一大队大队长，张彪担任副大队长，沙凯担任第一大队技术组组长。明天奔赴成渝铁路隆昌段。罗向前等在工棚安顿下来，余慧珍等练习跳秧歌，欢迎各地的民工。叶岚和马斌、郑燕燕被派到第一大队做技术工作，罗向前赶紧安排住宿。沙凯和张彪等在河边抓鱼，准备迎接叶岚。余慧珍妥善安排叶岚等人住下，沙凯看到叶岚格外高兴，把马桶都带过来了。叶岚责怪他不该争夺罗向前分层打夯的功劳，沙凯极力为自己辩解，叶岚提醒他以后别耍小聪明。罗向前为叶岚等举办简朴的欢迎会，罗向前表演了山东快书。叶岚和沙凯跳起西班牙味道十足的斗牛舞，大家看得如痴如醉。叶岚跟罗向前说起分层打夯成果认定的事，罗向前大度地说沙凯写了技术报告也有贡献，对他要多宽容、多帮助。叶岚很感动。地方政府招募的民工来到工地，罗向前和张彪、叶岚等敲锣打鼓地接待他们。老石匠陈老满带着党员儿子陈大满前来报到，唐晓明等来参加修铁路。得知唐晓明是木匠，罗向前很高兴，让民工们尽快在工棚安置下来。
叶岚要桃花山段的线路平整方案，沙凯拿不出来。罗向前责怪他工作不上心。叶岚在树林里问沙凯最近怎么了，沙凯说你能不能离罗向前远点？我眼里揉不得沙子。叶岚愤怒不已。沙凯在小饭馆喝闷酒，陈元龙走进来，陪他一起喝酒，听他诉说心中的苦闷，劝他想开点，说女人靠不住，只有铁杆兄弟才能跟你贴心贴肺！两人称兄道弟，一起喝起来。叶岚和余慧珍聊天，得知她丈夫在朝鲜前线，羡慕她找到了志同道合的人。夜里，叶岚想起和沙凯相爱的日子，很是伤感，在日记上写下感受。沙凯醉醺醺地回来，坐在地上撒酒疯。叶岚很恼火，与沙凯争吵。沙凯说我成这个样子，都是你害的！叶岚愤然说我和你解除婚约！沙凯怒不可遏，觉得叶岚完全变心了。苦妹和带着6岁男孩幺娃的王兰芝前来投奔，罗向前收留了她们。王兰芝干活时突然昏倒，罗向前让武陟带着王兰芝、苦妹、幺娃去找老班长安排吃东西，王兰芝感激地跪在地上……吃饱饭后，武陟又让余慧珍给王兰芝检查身体，发现她严重营养不良，罗向前便把她俩安排在食堂给杨树根当帮手。王兰芝到工地送饭，看见张彪赶紧跑掉。
小树林里，张彪见到王兰芝，说一辈子都不想见到你。老太爷却跟我开玩笑。王兰芝主动认错，说当年不该说出你藏身的地点，差点害死你。张彪说我当兵后回来想报仇，没想到你有娃了。以后别再提我们的事情。张彪气呼呼离去。罗向前让张彪前去搜寻朝鲜战场的消息，担心吴强等人的安危。张彪回来说志愿军九兵团打了漂亮的大胜仗。我们要用实际行动支援前线！罗向前宣布采石工程马上进行……叶岚和罗向前一起研究桥梁涵洞的资料，觉得应该复查，引起沙凯强烈不满。沙凯拉着张彪前去探看，张彪觉得他无事生非。沙凯对张彪很是不满。罗向前接到马祖堂电话，说有批学生来参加铁路建设，张彪和武陟前去欢迎。王先明、小四眼等成都学生前来参加铁路建设，对住草棚十分不满，被李天柱挖苦，两人争吵起来。王先明对盖草帘子不满，和张彪争取权利。张彪给罗向前发牢骚，罗向前觉得必须调动学生们的积极性。罗向前把王先明等交给陈大满，分配在采石场干活。学生们冷得够呛，王先明索性坐在地上。李天柱对王先明很是愤懑。陈大满说不干活不许吃饭，王先明等只得硬着头皮干活。
张彪带伤干活，罗向前劝他休息。苦妹、王兰芝到工地送饭，王兰芝却还是鼓不起勇气去见张彪。苦妹只得将新布鞋塞给张彪，说是兰芝为你做的。张彪不肯接，罗向前让他拿着。张彪却跑远了。罗向前拿着鞋去找张彪，批评他不珍惜王兰芝，硬把鞋子塞进张彪手里。罗向前和叶岚来看望王先明和李天柱，他们主动承认错误，罗向前说一个心里装不下别人的人，就装不下国家！罗向前颤抖着拿出一个小袋子，里边有很多扣子，说每当战友和同志牺牲时，我都会揪下一个扣子。每颗扣子都有一个故事，都是一个生命！他们没有一个人为了自己，他们抛头颅洒热血，都是为了解放全中国，为了让老百姓过上好日子……我们要有价值地活着！李天柱和王先明深受震撼和教育。
罗向前安排队伍在岩石上打炮眼，取石头。李天柱和王先明较着劲比赛，叶岚宣布结果，李天柱和陈大满一组打炮眼2.5米，王先明等人一组打炮眼3.3米。李天柱很不服气，想改进炮钎提高工效。李天柱找铁匠打了一根粗大的钢钎，沙凯嘲弄说是定海神针。李天柱觉得可以节省人力，试验一下果然工效倍增。叶岚说李天柱的单人冲钎法值得推广。王先明急了，决定也搞个发明出来。 苦妹和王兰芝前来送饭，发现幺娃不见了。原来幺娃在河边玩水，掉进河里。张彪不顾一切冲上去，救起落水的幺娃。苦妹让王兰芝把鞋垫送给张彪，王兰芝还是让她转送。苦妹把鞋垫递给张彪，张彪不肯接受。苦妹说你们的事我都知道。
罗向前决定聘请木耙做技术顾问，还发放津贴。木耙干劲更足了。木耙回到家里，他婆娘见木耙恢复了身体，夫妻终于和好。张彪来找王兰芝，给幺娃带来板栗。幺娃把板栗交给妈妈，王兰芝心酸不已。罗向前见张彪穿上新鞋，鼓励他和王兰芝破镜重圆。张彪说需要点时间。再次实验炸药时出现哑炮。木耙前去查看，炸药忽然爆炸，罗向前为保护木耙而受伤，耳朵嗡嗡响，暂时听不清。沙凯借机说罗向前土法上马，就是瞎胡闹。罗向前却说这次非常成功，一定要接着搞！ 罗向前和木耙总结经验，提高炸药稳定性和质量。木耙感受到很大压力，加上有人说闲话很恼火，拿着镐头去打沙凯，引起一场风波。罗向前劝木耙不要怕，大胆去实验。木耙情绪稳定下来。马祖堂来到第一大队，决定给罗向前行政记大过处分，大伙都急了。罗向前表示接受处罚，但要求继续搞实验。木耙闯进会场，突然开口说话，替罗向前喊冤。原来他过去是为了逃避国民党抓壮丁，才装成哑巴。大伙恍然大悟，明白了那天事故的真相。马祖堂鼓励木耙继续研究炸药，早日获得成功。
