世紀之交，某新型“殺手鐧”導彈武器研製成功。導彈部隊總部將為該型號導彈武器築巢的“世紀龍”龍頭工程建設任務交給了某工程兵師大功團。擔負施工任務的大功團突遇山體滑坡，8名戰士被困在坑道內，生死未卜。在導彈部隊總部觀摩導彈發射的團長石萬山被緊急召回參與指揮營救工作。導彈發射成功，8名戰士也被安全救出。為保證工程建設任務的完成，導彈部隊總部派女工程師林丹雁擔任“龍頭”工程的技術總監，工程兵師也委派副參謀長——“鑽石王老五”鄭浩任七星穀工程前指總指揮。倆人曾經都和石萬山打過交道，有著微秒的私人關係和感情糾葛。
　　七星穀“龍頭”工程恢複了正常工作。為了搶回耽誤的時間，戰士們幹勁十足。一營營長張中原的妻子因老板性騷擾辭職，後又被外企公司優惠聘用，但兩年內不能懷孕生孩子。急於想有個兒子的張中原用維生素代替避孕藥，瞞著妻子留下了自己的“種”。已離休的導彈部隊原副政委鍾懷國教育清華“國防生”的外甥魏光亮要報效祖國，打消出國留學念頭，並安排到大功團當兵。相戀多年的女友李娜遠走高飛，到美國留學深造。
　　某外企總裁孫炳乾和姘婦黃白虹兩個商業間諜浮出水麵，他們在打軍嫂高麗美的主意，目的是獲取“世紀龍”龍頭工程的軍事情報。魏光亮在火車上邂逅軍醫周亞菲，一起來到七星穀報到。魏光亮被安排在大功團一連代理排長，從而引起不同的反應。石萬山和鄭浩在魏光亮的分配使用問題上產生分歧。
　　魏光亮不安心在基層工作，跟石萬山叫板，結果弄巧成拙。他的言行使一排的榮譽蒙受損失，引起士官齊東平等人的強烈不滿。魏光亮接到女友的絕交信後心不在焉，在齊東平等人的慫恿下賭氣地操作台車，導致台車損壞，遭到張中原的訓斥。一氣之下，他宣稱自己不幹了。石萬山決心“修理”魏光亮，免掉他代理排長職務，並繼續留在一排當兵。周亞菲對魏光亮的行為嗤之以鼻。
　　魏光亮在齊東平的協助下很快修複台車。高麗美到醫院檢查出已懷孕，警告張中原如不立即回家就讓坑道為他生兒子。突然，坑道出現冒頂塌方，魏光亮和齊東平被困在洞內。麵對險情，石團長因為擔心二十二年前的悲劇重演，沒有即時展開大規模營救，而是先讓林丹雁勘測地形製定營救方案，鄭浩和石團長再次產生矛盾分歧。被困洞內的魏光亮和齊東平經受嚴峻考驗，成為生死之交。經過7 個晝夜的苦戰，兩人終於被救出。石團長的胃病加重，因為工作忙而隱瞞。經救人事件，鄭浩認識到自己實際經驗的不足。
　　林丹雁和周亞菲救人有功，得到石團長的表揚和犒勞。鄭浩大力宣傳營救事件以鼓舞士氣。高麗美陷入孫炳乾和黃白虹設置的圈套卻渾然不知。王經理打高麗美的主意，受到黃白虹的警告。高麗美將孩子流產，並與張中原出現感情危機。石萬山的妻子汪小青帶著兒子石小山來部隊探親，碰到林丹雁深感驚訝。魏光亮在住院養傷期間，為齊東平和護士吳紅牽起了紅線。
　　汪小青為石萬山的胃病擔心。魏光亮和齊東平傷愈歸隊，受到英雄般的禮遇。張中原與妻子關係鬧僵，感情處於破裂的邊緣。孫炳乾和黃白虹千方百計地進行間諜活動。漢江市國家安全局薑柱國處長和助手馮倩倩前往七星穀陣地試探，被哨兵“擒獲”，他們對部隊的防間保密工作十分滿意。
　　鍾懷國帶著牛犢來到“魔鬼穀”，看望二十多年前犧牲的老戰友，恰遇自己打了8年的老坑道封存，十分傷感。在烈士陵園，鍾懷國揭開魏光亮的身世。方子明給提幹對手齊東平使絆子，出餿主意讓王小柱私自回家探望病危的父親，然後舉報。遭到了張中原的嚴厲訓斥，十分愧疚。
　　石萬山和汪小青勸高麗美與張中原重歸於好，反遭高麗美的奚落。吳紅終於給齊東平來信，訴說思念之情。為弄清高麗美情變原委，齊東平托退伍老兵跟蹤高麗美。汪小青陪丈夫到醫院檢查，醫生建議住院治療，石萬山不從，汪小青甚為不滿，流淚無奈地離開了七星穀。坑道因通風管破裂，發生機械尾氣中毒事件。魏光亮舍己救人，周亞菲終於改變了對他的看法。鄭浩對中毒事件大做文章，並對施工安全工作提出質疑，致使與石萬山的矛盾進一步升級。魏光亮救人有功，被任命為一連代理連長。林丹雁找到老同學黃白虹請她幫助購買電腦。齊東平終於盼來了提幹的消息，前往漢江醫院體驗，張中原讓他捎帶東西給高麗美，發現高麗美在王經理家，而且穿著暴露，規勸高麗美要自重。王經理以私闖民宅拿水果刀刺向齊東平，被齊東平狠揍一頓。王經理惡人先告狀，齊東平提幹變成了泡影。
　　黃白虹指使手下在電腦中安裝了特殊芯片，以優惠價賣給了部隊。黃白虹以破壞軍婚為由開除了王經理，並指使黑社會毆打恐嚇，令其從漢江市消失。高麗美誤認為是受張中原指使，與張中原離婚。已無利用價值的高麗美被環宇公司開除，做起了小買賣。裝有特殊芯片的電腦進入七星穀，薑處長令馮倩倩前往檢查。經北京有關部門檢測，發現這是一種目前世界上最先進的全球定位發射係統。國家安全部門決定，在七星穀成立特別行動小組，執行反間諜行動計劃。
　　一直被感情問題所困擾的林丹雁欲從石萬山的情感旋渦中自拔。坑道出現泥夾石，致使工程進度緩慢，全團上下都十分著急。在工程管理和施工方式上，鄭浩和石萬山之間存在著觀念上的分歧，林丹雁從中調解。
　　魏光亮已被曆練成一名合格的基層指揮員，並擔任連隊黨支部書記。鄭浩鏗鏘激昂的演講博得全團上下的稱讚，周亞菲的心理谘詢室也得到官兵們的好評。
　　對林丹雁仰慕已久的鄭浩向石萬山表白了對林丹雁的感情，請石萬山牽線搭橋，石萬山表示不宜參與，建議他去找妻子汪小青。導彈部隊總部決定加快“世紀龍”工程建設速度，石萬山大膽提出邊掘進邊被覆的施工方案，林丹雁擔心影響工程質量勸告石萬山不要冒險，石萬山不顧眾人反對堅持自己的意見，鄭浩決定上報工程兵師。
　　炎熱的天氣使官兵們無法正常休息，直接影響了工程施工進度。石萬山決定給戰士宿舍裝空調，鄭浩以挪用工程款為名極力反對，並上報師黨委。空調事件引起的風波使石萬山與鄭浩之間的矛盾進一步加劇。李娜回國來到漢江，欲與魏光亮重歸於好。魏光亮懇請周亞菲一起去見李娜，並當麵向周亞菲求婚，李娜悄然離去。
　　此時坑道被覆出現大麵積裂縫，損失巨大。身為該工程項目責任人的石萬山難辭其咎。師黨委決定石萬山停職檢查，由鄭浩暫時兼任團長。石萬山不顧林丹雁和鄭浩的苦苦挽留，準備離開七星穀。魏光亮率眾官兵列隊相送，石萬山無語，默默地向官兵們舉起了右手，悵然離去。官兵們齊聲高呼：團長走好！
　　石萬山身在家鄉，心卻還留在七星穀。鍾懷國理解石萬山的心情，帶著他參觀正在建設中的龍灘水電工程。林丹雁為澄清石萬山的冤屈，采集樣石回北京進行化驗分析。“世紀龍”工程總設計師秦懷古因積勞成疾不幸病逝，林丹雁悲痛欲絕。
　　已晉升為工程設計院副總工程師的林丹雁回到漢江，在機場險遭孫炳乾和黃白虹綁架。魔高一尺，道高一丈，孫炳乾苦心經營的商業間諜網被我國家安全機關一舉搗毀，並被“禮送”出境。齊東平麵對父親病重的壓力，擬將自己的腎髒移植給父親。
　　鄭浩新官上任三把火，他提出突破一萬米大關者將予以重獎。張中原和魏光亮提出質疑，並向石萬山反映施工中的異常情況。此時，坑道出現罕見的泥石流，齊東平為搶救戰友英勇犧牲。預感有不祥之兆的石萬山在手術開始之際不辭而別。顧師長和成政委也飛赴七星穀。葬禮上，鄭浩宣讀齊東平遲到的提幹命令，吳紅和大功團官兵高歌為齊東平送行。鄭浩和方子明分別來到齊東平墳前懺悔。齊東玲帶著弟弟的骨灰回家。
　　工程質量事故終被澄清，石萬山官複原職。為適應新時期軍事鬥爭準備的需要，導彈部隊總部命令“世紀龍”工程必須提前竣工。此時，七星穀工程又遇到了罕見的地下溶洞群。為掌握第一手資源，林丹雁在鄭浩的陪同下深入溶洞深處觀測地形，險些墜入地下河。鄭浩英雄救美，情至深處。
　　為實現工程提前竣工的目標，鐵一營掀起了“奮戰溶岩區，誓死保工期”的施工大會戰。魏光亮帶領全連官兵加班加點，拚命施工，以至疲憊極致。石萬山深入施工現場，痛斥張中原不愛惜官兵疾苦，終因胃病發作，口吐鮮血被送進醫院急救。
　　張中原和高麗美在朱彩雲的撮合下破鏡重圓。魏光亮和周亞菲也結秦晉之好。手術蘇醒後的石萬山向妻子汪小青傾訴衷腸……
　　經大功團官兵的艱苦奮戰，“世紀龍”龍頭工程終於提前竣工。為檢驗工程的戰術技術性能，統帥部舉行了代號為“世紀風暴”的導彈發射大演習……
　　大功團官兵在自己親手鑄造的“龍宮”前，目睹了“神劍——99”噴雷吐火的壯觀場麵，實現了導彈工程兵幾代人的夙願。

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