1949年9月,中国人民解放军第一野战军在解放兰州后迅速向西推进,国民党田老六率部占据无名岭,与我军展开激烈交锋,并准备炸毁玉门油矿。钢刀连奉命迎战田老六,确保油矿的安全。一场油矿保卫战正式拉开序幕。
田义文下山投诚钢刀连,并告诉他们田老六已经带领加强营出发。田老六带领加强营突袭玉门,却被钢刀连拦截,双方发生激战,我军大部队赶到,全歼田老六加强营。田老六和加强营营长逃窜,被石兴国和神枪手齐占山击毙。
石兴国被评为西北军区战斗英雄,师政委让他回家探亲,石兴国到家才知道,母亲已经病故。齐占山的母亲齐大娘告诉石兴国,石母两年前摔倒瘫痪,但一直有人伺候,还是他在部队找的媳妇。等乡亲们把那位姑娘领出来,石兴国才发现是梅大妮。
师政委王振华接到命令,要调他到军里任副政委。王振华为了搞好石油师的改编,主动辞去军副政委任命,留在石油师任师政委。改编的第一件事就是交枪,石兴国主动找到师部,要求把神枪手等军事过硬人员调往兄弟战斗部队,师部首长严厉批评了他。
田工找到许茹,带她去了董嫂的家中。两人在门外看见董嫂像使唤大孩子一样使唤一个小女孩非常愤怒。田工告诉许茹,其实这个名叫小雨的女孩是她哥哥的孩子,许茹听完后很是吃惊,决定和兴国打结婚报告,然后把孩子接过来一起生活。
刘大勇追求许茹,得知许茹的男朋友是石兴国后,再三表示道歉。刘大勇回到家中,发现家里突然出现一个陌生女人,他得知梅大妮是来找丈夫石兴国的,气不打一处来,认定石兴国是个陈世美。
石兴国立下了军令状为田义文作保,田义文终于被放了出来。钢刀连的战士们自发为他举行欢迎仪式,令田义文非常感动,决定把自己的石油知识倾囊相授。经过认真的学习,钢刀连在考试中取得了全团最好的成绩,石兴国和周远更是名列前茅。
上头给部队调剂了一批生产生活物品,战士们兴高采烈地准备领劳保用品,石油工人们得知后心生不平,和战士们发生了激烈的冲突。邱建设发现邱进给他送来了一笔钱,随即向上头举报了邱进和吕超,后经调查才发现是他们贪污才导致劳保用品有缺失。
刘大勇看柏春生身子骨单薄,提出二人比赛摔跤,如果柏春生赢了,自己就教他技术。柏春生学技术心切,同意摔跤,却被刘大勇摔得鼻青脸肿。齐占山打抱不平,和刘大勇打了起来。刘大勇对许茹一直怀有爱意,他得知许茹爱养兰花,特意到市场上买了一盆兰花,却被许
刘大勇的师傅郝师傅赶到拜师大会,痛斥刘大勇,并让石兴国脱下上衣,让大家看看石兴国全身留下的伤疤,大家深受感动。郝师傅表示自己要重新出山,收石兴国做徒弟。拜师学艺活动终于展开,石兴国带领干部战士们刻苦学艺。
连队要出发了,石兴国和许茹商量着想给梅大妮在玉门找个婆家,谁知梅大妮不答应。梅大妮提出了一个令所有人啼笑皆非的办法,如果石兴国和她结婚,哪怕结一天婚就离婚,她也愿意。
苏联石油专家乌瓦诺夫来到玉门油矿,田义文和许茹只提供了青草湾的俄文勘探资料,乌瓦诺夫认为不提供玉门地区的全部勘探资料,是对他的不尊重。许茹等人为了满足苏联专家的要求,连夜奋战,翻译出勘探资料的核心摘要,并提供了大量的图表。
梅大妮为了成全石兴国和许茹,决定从三人关系中退出,她带着小雨离开了钢刀连。石兴国和许茹在玉门找了好多地方,最后在刘大勇家找到了梅大妮。梅大妮说只有石兴国和许茹先结婚,她才肯留下来。
紧急时刻,石兴国等人在郝师傅的指导下,用水泥填了废井,端正心态,重新开钻,很快取得了不错的进展。刘大勇钻井队的探井率先一步钻出石油,大家激动不已。就在这时,石兴国的钢刀钻井队也在新井中打出了石油。
西北石油局决定开发柴达木油田,程孟华参谋长被任命为柴达木开发指挥长。石兴国和周远得知邱建设被提拔为玉门矿务局副局长,感到十分意外,石兴国一直认为邱建设道德作风存在一些问题。
石油局和玉门油矿领导对石兴国等人此次出征高度重视,特意举办了欢送仪式。梅大妮为了不给许茹等人添麻烦,带着小雨偷偷爬上了西去柴达木的汽车。石兴国发现梅大妮擅自跟来非常恼火,严厉批评她无组织无纪律,钢刀连战士纷纷说情,石兴国才同意梅大妮和小雨跟
梅大妮看到战士们的鞋都磨得破破烂烂的,准备把结婚用的布面剪成鞋垫,做成袜子给同志们穿,梅大妮和小雨成了钢刀连不可缺少的成员。唐娜到西北医学院学习去了,但许茹出国进修的通知却迟迟收不到,多方打听后才知道她的进修材料被上面卡住了。