上世紀六十年代，在「黑雲壓城城欲摧」的國際形勢下，毛主席一聲號令：好人好馬上三線！ 軍人後代張利軍、農民的兒子馬朝陽、「資本家千金」陸若文和留蘇歸來的向晴等這些充滿鬥志和激情的年輕人，來到了大西南的崇山峻岭，用生命和青春實踐自己的理想同時，又演繹著牽腸掛肚的愛情角逐。
張利軍一直愛慕陸若文，但陸若文因為戰友加閨蜜向晴非張利軍不嫁，便與殷勤周到、但城府頗深的梁玉強結婚了。就在張利軍慢慢接受向晴並準備結婚時，向晴卻在爆炸事故中犧牲了。梁玉強和「出身不好」的陸若文離了婚，張利軍和陸若文在經過無數坎坷經歷後，終於舉行了婚禮。改革開放後，張利軍任軍工廠長，馬朝陽任航天科技研究院院長。高占武被查出胃癌，但仍然駐守在設計室和車間。
陸若文、馬朝陽、張利軍、向晴、高占武他們在一片荒山野地，寫下了中國國防工業建設輝煌的篇章。他們是鬥士，把青春、愛情、終身以及他們的子孫奉獻給了三線，卻寂靜得象無人問津的山谷。