1979年12月31日深夜12点，党中央在北京庄严宣布：我国即将进行向南太平洋发射洲际火箭的试验。

某远洋测量船队由海军舰队护卫去火箭落点打捞仪器舱。负责火箭设计工作的欧阳光院长，说服了助手方国伟，决定抱病随船参试，欲亲自取回试验的重要数据。

他从老战友、现任船队指挥齐如山那里，得知指挥部关于女同志不能上船的规定后，便让助手艾华女扮男装上船工作。

自学成材的艾华，在十年动乱中，戴着“反革命分子子女”的帽子，自学大学课程和外语，终于从一个中学生成为具有研究生水平的研究人员。

上船后，她遭到组员任大维的讽刺、王副队长的怀疑。在欧阳院长和齐指挥的支持下，她排除了电子计算机的故障，保证了试验顺利进行。此时，欧阳光和齐如山回忆起10年前第一次成功发射人造卫星的情景；想起在“文化大革命”中，关进牛棚还坚持远程火箭设计的日子；也想到远在国外的欧阳光的妻子朱兰。欧阳光和朱兰年轻时在国外求学，并取得了学位。

新中国成立，欧阳光先回国工作，朝鲜战争爆发后，朱兰未能回来，当1959年冬朱兰回国时，适逢苏联背信弃义，撤走专家，欧阳光毅然挑起重担，一心扑在工作上。

朱兰所工作的化学研究所，正在搞反右倾的运动，停止了试验。对此．她实在无法理解．再次离开祖国。

齐如山的大儿子在自卫反击战中牺牲了，小儿子不顾奶奶的阻拦坚决要到太平洋参试，他潜入水中与敌潜水员英勇搏斗，凯旋归来。

通过“暴风雨夜模拟演习”，船队顺利到达预定海域。我国第一颗洲际火箭胜利到达落点后，马摄影拍下了直升机打捞仪器舱的壮观场面。

不久，在党中央安排下，朱兰回到祖国的怀抱，来到丈夫欧阳光的病床前团聚。彩霞满天，船队胜利返航，人仃拟情欢呼。欧阳院长和齐指挥、朱兰、艾华等满怀豪情又去迎接新的战斗任务。