石墨（张嘉译 饰）和妻子栖霞（王海燕 饰）结婚多年，两人共同养育了一儿一女，然而，在生活平静的表象背后，石墨隐瞒了一个惊人的秘密。原来，石墨的女儿（付枚 饰）并非石墨亲生，而是毒贩霍忠实（倪大红 饰）的女儿，如今，被捉拿归案的霍忠实即将刑满释放，石墨的生活将因此而发生翻 天覆地的变化。

五十年代初，新疆和平解放，新中国的决策者们命令驻疆二十万官兵垦荒屯田，扎根新疆，立志改变自古以来屯垦一代而终的局面，以达到长治久安的战略目的。当时驻疆的二十万官兵绝大多数尚未婚配，不解决这个问题，屯垦“一代而终”的历史悲剧将再度重演。因此，决策者们决定，征召女兵解决这一问题。在党中央建设新疆的号召下，一场轰轰烈烈的参军狂潮席卷了湖南三湘四水，一时间，激情澎湃的湘女们蜂拥古都长沙，报名参军。