病床上，84岁的离休老干部林玉红弥留之际，念念不忘回到她魂牵梦萦的大漠古城。为完成林妈妈遗愿，养女林水莲通过网络集结了四名具有考古、医疗救助、野外生存等专长的都市志愿者，一同奔赴西北茫茫大漠。一路上，队员们历尽艰辛，挑战生命极限，克服了迷路、缺水、流沙等重重困难，终于找到古城，又奇遇守墓人马老汉。通过林妈妈日记的线索和老村长讲述，他们了解到，战争时期我军后勤部队遭遇敌人偷袭，一队由机要员、文工团员、记者等女战士组成的小分队，携带密码和文件向敌人包围薄弱的戈壁沙漠绕道突围。在古城里，意外与敌人遭遇。为保卫密码和文件，她们与敌人展开了殊死的搏斗，最后只剩下负伤的机要员林玉红和一个被她从敌军官枪口下...
