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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。
北伐一直在找的林显国终于来到新疆，组织决定重新调查北伐的身份，北伐的身份一直是他心里最大的痛，身份得不到证明，就意味着北伐的政治生命无法重见天日。北伐跟政委细说了自己在上海做地下工作的事情，但是跟他直线联系的人已经不在，而唯一一个知道他身份的人也远走台湾根本寻不到人，更加没有证据可以证明自己，北伐心中对这件事也是焦急万分。政委安慰北伐，不管怎么样，党都不会放弃自己的任何一位同志。
玉兰知道林显国来了，去团委等着他，想跟他聊聊北伐的事情，林显国告诉玉兰，在上海的时候，他和北伐就是邻居，北伐这个人手巧心细，总是热心的帮大家伙修理东西，他和他的妻子更是恩爱有加，两人成双成对，羡煞旁人，可是后来林显国离开了上海，若琳也被抓，北伐也离开了。
第二天，北伐特意带着玉兰去拜访林显国，北伐介绍玉兰是自己的妻子，林显国很吃惊，他告诉北伐自己曾经在上海看见过若琳，这个消息一出，北伐震惊不已，当初若琳被国民党抓走的时候自己亲眼所见，后来遇害的事情自己也是知道的，可是林显国坚持说自己确实在北伐离开上海之后见过若琳，这个消息无疑让北伐和玉兰心里都沉甸甸的。玉兰心中很失落，如果北伐的前妻尚且活在人世，那凭着两人的感情基础，玉兰不知道北伐还会不会选择和自己生活，可是玉兰是个磊落的人，纵然她心中有苦恼，她依然选择支持北伐寻找前妻。
北伐一个人在草原上眺望远方，若琳是他曾经那么深爱的妻子，如果不是她的遇害，他们会是这世间最幸福的眷侣，可是如今他已经有了玉兰，他有了新的家庭，如果若琳真的还活着，他该怎么面对玉兰，何去何从，北伐竟然没有了主意。
不光北伐犯愁，就连战涛听说这个事情之后，心里也是愁到不行，到时候要是真的两个妻子都出现，北伐可该如何是好。
玉兰知道北伐心中一定很想知道若琳的消息，她主动鼓励北伐给上海写信，无论如何都要知道若琳的确切消息，北伐很感激玉兰如此深明大义，更感动她为自己做的一切。北伐给上海去了几封信，可是都渺无音讯，邮局的人也特意来信告诉北伐，查无此人。
纵然如此，玉兰依然不想放弃，她拿着自己记事情的小本子，跟北伐商量着当年若琳怀孕还有遇害的时间，彩娥碰巧听见两人说话，她近一听，是在算什么日子，彩娥误以为玉兰怀孕了，赶紧去跟大家伙报喜讯。
结果没想到，还真让彩娥说中了，没两天，玉兰总是身体不舒服想吐，北伐赶紧带着玉兰上医院检查，果真怀孕了，北伐高兴的跟个孩子似的，可是这个孩子的到来却让玉兰愁的不行，玉兰本来都已经做好打算，如果真的找到若琳，自己就成全她和北伐，可是如今自己怀孕，这可如何是好，玉兰从医院出来，怎么想都想不通，非要回去把孩子打了，北伐希望玉兰不要因为现在没有希望的事情就放弃已经有希望的事情，北伐看玉兰怎么说都不听，只好扛着玉兰带她回家。
日子就这么一天天的过去，转眼到了春节，这是女兵们来到新疆的第三个年头了，战涛和大家伙在屋外面张灯结彩的挂灯笼，北伐在屋子里面给大家伙写春联，北伐不禁感慨，曾经的荒漠种出了庄稼，也真的种出了爱。