从俄罗斯押送回国的贪污犯詹明辉及两名俄罗斯警察被人半路劫杀，焚尸灭迹。舒雅和叶聪发现疑点，查明是詹明辉假死脱身的把戏。为找詹明辉，叶聪深入虎穴，危在旦夕。中俄警方赶到，救出叶聪，将詹明辉抓捕归案。

本片以1951年至1954年人民解放军在塔里木开挖新疆第一条人工河“胜利渠”，引塔里木河水灌溉农田为时代背景，讲述了“塔河五姑娘”青春、奋斗的传奇故事。