1939年冬天，山西某抗日战场上爆发了一场惨烈的战斗，八路军面临巨大压力。骑兵团骆团长率领援军前来增援，最终八路军以惨重的代价取得了胜利，但团长也壮烈牺牲。连长老周随即接管指挥权，带领部队向陕北转战，途中接到命令，前往南泥湾地区进行屯兵开荒任务。

在南泥湾，战士们面临前所未有的艰难。他们缺乏农具和畜力，甚至连基本的锄头都稀缺。战士们只能用原始的方式，赤手空拳、翻石头、砍灌木，艰难地进行垦荒和种地工作。生活在这样的环境下，饱受饥饿、劳累和疾病的折磨，九龙泉的墓地里新坟不断增加。

铁器是开展生产的必要工具，但也是最大的难题。最初，战士们只能凭借敌人弃置的炮弹片，制造出少量自制工具，但这远远不够。为了解决这一问题，老周、杨志等部队骨干决定组织敢死队深入敌占区拆解铁轨。然而，这一行动引发了一场惨烈的战斗，敢死队为了获得铁轨，付出了巨大的牺牲。

尽管生活在如此困苦的环境中，八路军部队不放弃，利用拆解的铁轨展开了大规模生产运动，南泥湾的面貌逐渐发生改变。然而，在这个充满饥饿和死亡威胁的环境下，爱情的火花也在苗子和杨志之间闪烁。杨志敬佩苗子的勇敢和革命激情，两人之间逐渐建立了深厚的感情，通过一套特殊的手势语言，两人沟通无阻。然而，正当观众以为浪漫的爱情故事将继续下去时，悲剧降临，杨志在与苗子相拥的一刹那壮烈牺牲。