以六十年代国家号召植树造林，兴建塞罕坝国营林场为背景。此时的塞罕坝黄沙漫天，坝上的人连媳妇儿都娶不到。
一名城市里的年轻人率先响应国家的号召，向组织上申请调到了塞罕坝，从大学老师成为了林场职工。
冯程带着一只路上收养的流浪狗走进林场，刚到林场就因为拿粮食喂狗跟厨师刘师傅发生了争执，两人因为杀狗问题大打出手。
经过领导调解，刘师傅才知道冯程是在当地打游击牺牲的冯大队长唯一的孩子，两人解开误会，刘师傅允许冯程用剩饭喂狗。
刘师傅带着冯程来到冯大队长埋骨的树下，这棵树正是塞罕坝仅剩的那一棵树。
冯程在林业局的安排下，上坝种树，可惜存活率极低，之后虚心向老技术专家学习技术，在老专家去世后接过种树的衣钵。为了提高存活率，林场派遣先遣队建设育苗基地。
接着在国家林场成立的背景下，林场招收到了一批的学生来到塞罕坝进入先遣队。
只知理论不懂实操的大学生，加上不适应艰苦的环境，跟冯程和其他先遣队成员不断爆发矛盾。
地窝子在大学生看来，就是放白菜的地窖根本不像是住人的地方，男生发牢骚，女生直接哭了，一时间不少人打起了退堂鼓。
当然在这群大学生里面也有实干派，大学生覃雪梅就是其中的代表。
不过理论功底扎实的覃雪梅跟半路出家的冯程第一次见面，就吵了起来，覃雪梅差点被冯程一镢头送走。
冯程的此举让林场认为他的精神出了问题，要把他送到精神病院，毕竟在山上三年没种活一棵树，又把自己搞成了野人……
之后双方矛盾冲突不断，不过随着时间的流逝，大学生们也逐渐开始适应塞罕坝，并坚定了留下来的决心。
冯程和大学生们合力种树，并发现了外地来的树苗不能适应本地气候，本地育苗的方式也不行，最终使用“全光育苗”的方式提高了种树的成活率。
所谓“全光育苗”其实就是不用遮阴，树苗在苗圃里就开始承受日照和风雪的毒打，长大后再种到山上，种植成活率大大提高。
温室里的花朵适应不了风吹雨打，散养的孩子长大后生命力更强。
通过一系列的技术改进，塞罕坝植树成林的速度加快，在时间的积累下，风沙荒漠下的塞罕坝