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1952年，新疆生产建设兵团在山东招女兵，副区长郝玉兰为征兵工作顺利进行，被迫搁置了自己的婚事，带头报名参军，带领着二曼、赵凤、胡彩娥等一批山东妇女来到新疆。在屯垦生活中，这群山东妇女与兵团战士们纷纷擦出爱情火花，建立家庭。冬去春来，在他们辛勤开垦之下，戈壁滩在一天天发生变化，几对夫妻也各自经历了悲欢离合：连长战涛在一次剿匪中被打坏下身，妻子二曼不离不弃，坚守着自己的爱情；赵凤和葛俊历经磨难最终牵手，赵凤成为马莲窝子小学第一位老师；耿大炮和胡彩娥在吵吵闹闹中哺育着自己的后代。主人公刘北伐和玉兰的婚姻在经历丧子之痛后，玉兰学习驾驶拖拉机，成为兵团第一位女拖拉机手，刘北伐克服难题进行农业科技攻关。这群可爱而可敬的山东大嫂和他们的男人一起，扎根边疆，艰苦奋斗，终于改变了“一代而终”的屯垦历史。
新疆生产建设兵团在山东招收女兵，区长王大勇和副区长郝玉兰配合葛俊的招兵工作。玉兰丧夫后独自照料小姑子赵凤和小叔子赵龙，她还收养了解放，大勇与玉兰情投意合准备组成新的家庭。葛俊救下了险些被李六一轻薄的赵凤，赵凤自此对葛俊暗动芳心。玉兰召开征兵动员会，但妇女们心存顾虑很不积极。赵凤等人响应号召积极参军，首长知晓后要开表彰大会，不料李六一散播谣言让妇女萌生退意，玉兰被逼无奈只好带头参军。
玉兰因做表率受到了领导的表彰，但王大勇却不舍玉兰远赴新疆。王大勇和葛俊向上级反映了玉兰参军的现实情况，组织批准玉兰将女兵送到新疆后返乡继续担任副区长。赵凤顾念家庭只好放弃了参军梦，玉兰将哭闹的解放带上一同前往新疆。到达新疆境内后，女兵一伙遭到土匪的袭击，刘北伐带队围剿土匪解救了女兵。女兵们面对恶劣的营区环境情绪失控，玉兰坚定的态度稳定了慌乱的军心。
指导员战涛剿匪时伤到了私密处，玉兰前来探望并指出连长刘北伐剿匪时暗藏私心。大凤等人对营区的环境非常不满，她们情绪激动让玉兰也很是头疼。玉兰将自己将要返乡的苦恼告诉二曼，二曼让她一定不要辜负大勇的真心。玉兰带领女兵操练，但她拒绝了战涛让自己担任排长的任命。战涛带领战士们开荒生产，战士不论男女干劲十足。葛俊向首长反映玉兰回乡一事，尚秋因私心作梗阻挠。
刘北伐听说玉兰要回乡后大怒，玉兰十分委屈解释了自己参军的原委。首长决定遵守约定送玉兰回乡，葛俊来到军营传达首长的命令，战涛和北伐试图阻拦却没能得逞。玉兰十分不舍乡亲和战友，首长也对玉兰赞赏有加。大勇听到了玉兰将要返乡的消息，他欣喜不已积极的筹备婚礼。大凤偶然得知玉兰返乡一事，她情绪失控决定私下逃离，春玲知晓后与她同行。大凤和春玲在沙漠中迷路，玉兰知晓后返程和大家一起寻找她们二人。
大凤被玉兰等人找回，春玲却惨丧命成了一具尸体。众姐妹指责是大凤害了春玲，大凤毫不悔改甚至态度疯癫逼迫玉兰留在马莲窝子。全连官兵为春玲举办了葬礼，玉兰心中有愧决定留在边疆，这让一众姐妹心中感到安定。玉兰带领女兵们卖力干农活，大勇却因为知道玉兰的消息后借酒消愁心痛不已。马莲窝子经过一年的劳作迎来了大丰收，男女官兵也因更加了解产生了感情。
女兵在河边洗漱，她们热情泼辣尽情展现自己的风姿。吴团长派玉兰返乡征兵，他让玉兰将大勇带来并给其安排工作。玉兰回乡重见亲人十分激动，她说出组织上的安排让大勇也兴奋异常。刘北伐借工作之便来到上海，他遍访故地却仍没能找到想见的人。大勇因能和玉兰在新疆厮守很是兴奋，他寻找组织要求辞去区长一职，不料此时却传来了大勇娘病重住院的消息。玉兰招兵时讲述了新疆的艰苦，但乡亲们参军的热情仍然十分高涨。
玉兰接受组织任务回乡招兵，赵凤因李六一传假消息没能及时报名参军。赵凤当兵梦想破灭，大勇因母亲突然瘫痪也不能跟随玉兰去新疆。玉兰自己贴上喜字布置了简单的洞房，她主动献身和大勇悲痛话别。二曼为战涛亲手缝制了布鞋，他们两人情意相投确定了关系。尚秋想帮助老兵解决婚姻问题，她自作主张想将二曼介绍给耿大炮，战涛心中不愿却难以说服尚秋。
二曼因尚秋的乱点鸳鸯谱感到委屈，战涛试图劝耿大炮自动退出却没能如愿。赵凤和胡彩娥扒火车悄然跟随玉兰一行来到西安，玉兰无奈只好带上她们二人作为编外人员。隋亮对二曼动心频献殷情，战涛很有危机感彻夜难眠。玉兰将第二批女兵带来了连队，连队举办了篝火晚会欢迎新来的女兵。彩娥和耿大炮一起劳作，他们性格强势互相呛声。赵凤见到了日夜思念的葛俊，玉兰还组织姐妹们帮赵凤庆生。
胡彩娥将从前缝制的烟袋送给了耿大炮，她与耿大炮在相互呛声中产生了感情。彩娥和大炮的恋情解了二曼的危机，二曼和战涛的恋情再无阻碍，兰英和王长喜也组成了一对恋人。马莲窝子的劳作和娱乐活动让战友们十分充实，玉兰甚至亲自上场参加篮球比赛。刘北伐为了帮战友解决结婚问题提出设立一间公共洞房，却不料玉兰反对并与北伐发生口角。公共洞房布置完毕，玉兰和待嫁的二曼聊起了心里话。
部队上在国庆节当天为三对新人举办了集体婚礼，全连战友一起庆祝场面十分热闹。葛俊和赵凤在胡杨林中约会，两人感情真挚互诉衷肠。兰英和王长喜先住进了公共洞房，在这幸福欢腾的夜晚，玉兰思念着大勇陷入孤独凄凉。一夜的大风掀翻了洞房的屋顶，兰英夫妇遭到了战友的围观。二曼因兰英的遭遇感到担忧，玉兰的安抚让她倍感安心。大勇娘不忍儿子一直单身下去，她试图说服大勇放弃玉兰另寻新欢。
胡彩娥和大炮在马具房中完成了洞房之夜，轮到二曼和战涛洞房之时，战涛却力不从心。战涛回想起剿匪的往事，顿时明白自己是被土匪伤了要害。尚秋擅自牵线遭到玉兰的反对，她向吴团长倾诉表达不满。战涛因力不从心不敢面对二曼，他找大炮喝酒倾诉苦衷。隋亮不慎听到了战涛的私密，战涛想将二曼托付给隋亮却遭到拒绝。战涛想和二曼暂时分开，二曼态度决然要与战涛共度余生。
葛俊在胡杨林中为赵凤吟诗，赵凤深受感动答应了葛俊的求婚。战涛不愿耽误二曼提出了离婚，二曼用真心和坚强说服了战涛保全了婚姻。李六一艰难跋涉来到了新疆马莲窝子，他以葛俊的性命要挟赵凤和自己成婚。赵凤不能与爱人厮守陷入崩溃，她剪去留了多年的辫子并与六一领了结婚证。葛俊骑马而来带赵凤私奔，吴团长亲自带人将葛俊抓了回去。玉兰因赵凤的遭遇自责不已，北伐也感叹这是一场人间悲剧。
赵凤以死相逼坚决不和六一同床，玉兰彻夜守护唯恐赵凤受到伤害。北伐心中不忍劝导玉兰，玉兰想给大勇写信诉说当下的困境。玉兰筹钱寄给赵龙，北伐得知后卖掉了手表并托战涛把钱给玉兰。大勇因思念玉兰而无精打采，赵龙因此对玉兰产生了怨念。彩娥怀上了大炮的孩子，女兵们得知喜讯都为她感到高兴。北伐搞到了伐木指标，他带领临时组织的伐木队员上山伐树，玉兰和二曼做后勤保障。
玉兰帮忙伐树险些被砸伤，北伐舍身救下玉兰并狠狠将其训斥一通。伐木队员完成了工作后将木料运下山，连队开始紧锣密鼓的搞起了建设工作。北伐被人举报通匪，玉兰赶到团部为北伐作证却得知自己被北伐欺骗，玉兰自此与北伐的关系降到了冰点。大勇来信称母亲病重，玉兰心急赶回去与大勇成婚。赵凤拜托葛俊打探消息，葛俊和大勇通话后得知大勇要与改秀成婚。赵凤将真相告诉了玉兰，玉兰难以接受放声痛哭。
李尚秋帮北伐和玉兰牵线，彩娥听到后将消息传得人尽皆知。起义兵因娶妻难而组团出逃，北伐无奈只好做表率答应了尚秋的牵线。尚秋请吴团长出面说服玉兰，玉兰讲述了和国民党之间的血海深仇，吴团长却用更有觉悟的政治理论让玉兰心生动摇。北伐软硬兼施逼得玉兰答应与自己成亲，赵勤俭和大凤在有表率的前提下公开了恋情。赵凤因玉兰的改变心生不满，玉兰只好说出来深藏内心的苦楚。
胡彩娥非议玉兰的婚事惹怒了二曼，她和二曼吵架时不慎跌倒以致流产。战涛为了平复彩娥失去孩子的伤痛，他下令关二曼禁闭以示惩戒。彩娥不忍二曼遭到惩罚，她说出了自己流产的真相让二曼得以释放。战涛再次提出与二曼离婚，他不愿拖累二曼却不知此举伤害了二曼的心。北伐为加深与玉兰的相互了解，他说出自己妻儿惨死并且曾当卧底却难证明身份的往事。又一年丰收季，连队房屋已经建成，北伐和玉兰的婚事却仍没有着落。
玉兰主动搬去与北伐同居，北伐受惊仓皇逃出宿舍。玉兰将自己的处境告诉尚秋，尚秋出主意让玉兰搞定北伐。玉兰哭闹以上吊逼迫，北伐无奈只能定下婚期。北伐和玉兰正式领了结婚证，但北伐仍羞涩的难以面对玉兰。部队整编后改番号叫新疆军区生产建设兵团，因要脱下军装让战涛内心十分不舍。战涛来和老兵耿大炮一起喝酒，两人回忆起参战的往事都伤心不已。
玉兰所在部队正式改番号叫建设兵团，吴团长一席话激励起战士们的澎湃热情。钱震云来团部任副团长，他立功心切要求组织剿匪小队。吴团长对北伐等人下达剿匪任务，北伐主动请缨要劝降阚峰等人。北伐对玉兰谎称自己去团部组织培训，实则他独身来到了阚峰的老巢。大勇收到了赵凤的来信，听到玉兰将要成婚的消息让他百感交集。胡彩娥顺利为大炮生了一个儿子，二曼对此很是艳羡。
北伐在雪山上和阚峰相处的十分融洽，但孔二狗看穿了北伐上山的目的。玉兰在连部盼着北伐早日归来，没有北伐的消息让她担心的夜不能寐。钱震云与徐根发暗中密谋，他坚决要除掉阚峰实则暗藏私心。北伐从阚峰口中得知有人能证明自己的身份，但阚峰不愿说出更多的信息。玉兰逼问战涛知晓了北伐的行踪，她独自上山被战涛追回来关了禁闭。玉兰逃出禁闭室，她借来马匹上山寻找北伐。
徐根发带队上山接应北伐，石小帽接到了北伐的消息让徐根发返程。徐根发得到了钱震云暗中的指示，他击毙了已经投降的阚峰并杀害石小帽灭口。徐根发想灭口北伐，玉兰持枪救下了北伐。徐根发和钱震云合谋隐瞒真相，北伐气急拔枪被关了起来。吴团长将北伐移交师部，玉兰强闯师部陈诉真相为北伐作证。玉兰探望被关押的北伐，她的鼓励安抚让北伐渐渐平静下来。
