二十世纪五十年代，年轻的转业军人张北星被分配到黑龙江省大兴安岭山区的一个小气象站，这里的老站长赵清山和他年方二十的女儿雁儿，热情地接待了他。老站长那种热情忘我，一丝不苟的精神，深深的感染了他，吸引了他，使他对气象站的工作产生了浓厚的兴趣。这时，原来广州老家的女朋友南楠，专程赶到这里，希望他能调回广州工作，离开这人烟稀少且荒凉艰苦的老山林。心爱的人对他这种要求按说并不过分，但他已离不开这块土地了。突然，一封电报从天而降，他的父亲病逝。张北星痛苦万分，与南楠风雨兼程，回广州奔丧。面对孤苦伶仃，体若多病的老母亲，张北星再一次面临选择。恰好，南楠在广州为张北星找到了一份工作，但张北星想起大雪地的那个小小的气象站，觉得那里需要他，便毅然的说服母亲，了断了恋情，回到了大兴安岭。 老站长赵青山在一个风雪夜为了抢回一份气象资料，牺牲在风雪之中，这更使他感受到肩上的重担。这时，他又接到新的任务去建设新气象站，这里是中国的最北部——严寒多雪的北极村。他告别了雁儿，踏上了征程。
