正在塔克伊里沙漠执行勘探任务的205小分队与西北石油勘探指挥部失去了联系，受到特大风暴袭击。女队员李小娟和黄阿明失踪，连向导扎西老人也不知去向，困境中他们面临着饥饿和死亡的威胁。风暴过后，大队长李劳山带领队员在沙漠中艰难前进，幸运的是，他们发现了扎西老人埋好的粮食和资料，失踪的队员也陆续回到了分队。在无名绿洲，他们发现了一具旧的干尸和留下的记录本，原来这里曾是解放前勘探石油的地方。205小分队为先行者进行了隆重的葬礼，按照记录本的指示找到了新的石油构造。与此同时，在艰苦的百里奇草原，扎西老人独自寻找小分队，为了保护资料受伤的队员郑伟舟不幸牺牲。扎西老人最终得到了藏族牧民的帮助，但郑伟舟却没有能够战胜失血过多。吴山总指挥为寻找205小分队作出了不懈的努力，最终向北京请求派遣直升飞机。就在此时，205小分队在无名绿洲发现了一具旧干尸，扎西老人也终于找到了分队。在那片孤独的沙漠中，他们共同战胜了风暴和困难，为石油勘探事业做出了不朽的贡献。