1965年，隊長帶著烏蘭牧騎小分隊來到內蒙古巴林右旗，書記知道薩仁愛唱愛跳，想帶她去看烏蘭牧騎的演出，薩仁嘴上說不想看，心里卻蠢蠢欲動，可她的雙腿因為凍傷只能拄拐走路，還要照顧兩個年幼孩子和年邁的婆婆。烏蘭牧騎在蒙語的意思就是“紅色的嫩芽”，那是一支為牧民演出的小分隊。
牧民們都期盼著烏蘭牧騎來演出，書記派牧民巴圖去接他們，拉道具的馬車被石頭絆住，大家齊心協力才把馬車拉出來，烏蘭牧騎終于在天黑的時候來到牧區，牧民們開心地歡呼雀躍，把過年的新衣服拿出來穿上。隊長得知牧民們分別從很遠的地方趕來，當即決定連夜給牧民們演出，可是半路推車的時候燈泡碎了，書記就號召大家各自回家準備火把，女人把心愛的圍巾拿出來，其木格很感動，答應會好好演出，不辜負大家的期望。
演出正式開始，烏蘭牧騎的演員們使出渾身絕活為大家演出，薩仁躲在遠遠的地方觀看，隊長想見見薩仁，還特意為她準備了節目，書記借口薩仁的孩子太小沒人看，隊長也沒有多問。演出繼續進行，薩仁觸景生情，不由地扔下拐杖想跳舞，結果摔倒在地，巴圖看到這一幕。
演出結束，村長向隊長等人詳細講述了薩仁的故事，她為了尋找羊群被凍傷雙腿，隊長當即決定明天為薩仁準備一場演出。隊長帶烏蘭牧騎來到薩仁家門外，還特意給薩仁準備了可以移動的椅子，其木格和兩個女演員來家里請薩仁，可她根本不為所動。
隊長堅持要按照原計劃演出，演員們認真演出“草原小姐妹”，薩仁悄悄打開門簾觀看，感動地熱淚盈眶，隊長親自把薩仁拉出來，讓她坐在特制的椅子上，其木格等人推著薩仁一起跳舞，薩仁隨著音樂的節拍揮舞雙手，臉上露出了久違的笑容。
其木格決定給薩仁找個男人，薩仁不想給別人添麻煩，其木格和同伴分頭在牧區轉了一大圈，最后了解到巴圖對薩仁很好，其木格極力撮合薩仁和巴圖在一起，薩仁始終不松口，婆婆答應勸勸薩仁，其木格她們只好來找巴圖，鼓勵他勇敢向薩仁表白，巴圖要尊重薩仁的選擇。
經過婆婆的苦苦規勸，薩仁鼓足勇氣走出來見巴圖，巴圖開心地像個孩子。隨后，隊長和其木格等人為薩仁和巴圖舉行簡單的婚禮。
莫德格主動要求加入烏蘭牧騎，隊長歡迎她的到來，烏蘭牧騎的演員們和牧民載歌載舞，為巴圖和薩仁慶祝。婚禮結束以后，隊長帶著大家出發去另一個地方演出，薩仁和巴圖帶著兩個孩子一起來送他們，直到看不見他們的人影。
內蒙古自治區第一支烏蘭牧騎誕生于1957年，來自錫林郭勒盟蘇尼特右旗，是一支僅有9人、兩輛勒勒車、四件樂器的小隊伍，個個一專多能，吹、拉、彈、唱、舞無所不會，樂器簡單輕便，全隊只一輛馬車便能拉走，因而被譽為“一輛馬車上的文化工作隊”，習近平稱贊烏蘭牧騎是“草原紅色文藝輕騎兵”。
2013年，育英小學六年級的同學們在禮堂舉行畢業典禮，何念念一邊領唱，一邊注視著臺下，始終不見媽媽何秀英的人影，何念念含淚唱完了那首歌，何秀英才匆匆趕到，她趕忙買了冰激凌討好何念念，突然接到單位的緊急電話，何秀英只好把何念念托付給妹妹何秀麗，她毅然決然趕回工作崗位。
何秀英是昆明車務段高鐵總設計師，她是一個工作狂，在全國各地高鐵線路上奔波忙碌，疏于對何念念的陪伴，只能通過視頻向何念念祝賀生日，可何念念賭氣不接，何秀英只好錄視頻發給何念念，還給她買了新鞋子，答應等她中考的時候一定趕回來。何念念試穿了那雙鞋，依舊是太小穿不下，何念念只好扔在一邊，小姨何秀麗給何念念買了生日蛋糕，陪她一起過生日。
何秀英奉命來蘭新線做大風顛覆試驗，沿線手機信號不好，何秀英一直聯系不上何念念，只好再次錄視頻，然后投入緊張得工作，何秀英因為長年累月彎腰去車底下檢查，導致勞累過度造成腰椎間盤脫出，何秀英動彈不得，同事趕忙把她送到醫院。
何秀麗聞訊趕來照顧何秀英，何秀英惦記著何念念還有一周時間就要中考了，可她卻動彈不得。學校開家長會，何念念苦等媽媽沒到，她只好自己去開家長會，詳細記錄了中考的注意事項。與此同時，何秀英掙扎著起來堅持工作，給同事們詳細講述注意事項。
中考結束以后，何秀英一直打不通何念念的電話，她硬撐著出院回家，才知道何念念報了夏令營去山區了。何念念把媽媽送給她的新鞋子給了當地的小女孩，還翻山越嶺到小女孩家去玩，小女孩的父母都在外打工，多虧這里開通了高鐵，只要三個小時就能見到父母。
何念念隨口說起母親是高鐵的設計師，小女孩心生欽佩，可何念念卻因為見不到媽媽一肚子怨氣，小女孩勸何念念多理解自己的媽媽。回家的高鐵上，同學們對高鐵的速度和穩定性嘖嘖贊嘆，何念念才意識到媽媽工作的重要性，她翻出媽媽發的一段段視頻，感動地熱淚盈眶。
何念念結束夏令營回家，看到媽媽何秀英在床上痛苦掙扎著，何念念很心疼，對媽媽噓寒問暖，何秀英反而對她好言相勸，何念念親手做飯給媽媽吃，何秀英趕忙拍下這珍貴的一幕。2017年，中國鐵路動車復興號正式啟用，在上海雙向運行。
1997年，吳登云院長年滿六十歲了，他是援疆醫生，在新疆烏恰縣醫院工作了大半輩子。吳登云帶著女兒吳燕登上天云山，父女倆遙望新疆的大好河山，心里感慨萬千。吳燕勸吳登云退休以后回高郵老家，吳登云想繼續留在新疆為牧民們治病，吳燕苦苦規勸也無濟于事，吳登云平生有三個愿望，幫牧民治病，改善牧區水源和植樹造林。
吳登云和吳燕帶著醫療小分隊去牧區巡診，無意中得知牧民的羊生死胎，吳登云趕忙過去查看，發現羊得了傳染病，吳燕自告奮勇去獸醫站尋醫問藥，牧民們對吳登云感激涕零。吳登云帶著兩名醫生繼續巡診，突然狂風大作，他們只能躲在沙窩里避風，等風沙過后，吳登云帶著他們倆繼續趕路。
吳登云回到烏恰醫院，得知牧民的兒子腿摔斷急需手術，他二話沒說就去準備手術。牧民買買提明兒子兩歲的時候不小心掉進火盆被燒傷，吳登云讓護士從他身上取皮為孩子植皮，護士們不敢也不忍心，吳登云就親自割掉身上的皮給他，他才得以活下來，現在已經是兩個孩子的父親。
病人急需輸血，吳登云不顧長途巡診的勞累，堅持給病人獻血400CC，而且在醫院有一個不成文的規定，醫護人員要隨叫隨到為病人輸血。手術結束以后，吳登云累得精疲力盡，吳燕趕忙把他攙回房間。
吳登云還親自種樹阻擋風沙，想把新疆變成江南一樣山清水秀，吳燕帶著兒子去參觀樹林，兒子發誓將來長大也留在烏恰當醫生，吳燕心里倍感欣慰。吳燕身體不舒服，依舊加夜班，吳登云很心疼。吳燕強忍身體的不適，堅持送重病患者去烏魯木齊，臨走前，吳燕給父親留下一封信，支持父親繼續留下來，她也要像父親一樣為牧民們服務，吳登云看到這封信，感動地熱淚盈眶。
吳燕在運送患者的路上遭遇車禍，因醫治無效死亡，同事們得知這個消息，都傷心地無以復加。此時，吳登云在牧區巡診，他完成工作離開，牧民們把他送出去很遠，吳登云轉身，仿佛看到吳燕騎馬走在最前面。
吳登云在新疆工作50年，無償獻血7000多毫升，走遍了烏恰九個鄉30多個自然村，無怨無悔為牧民治病，被牧民稱為“白衣圣人”。