二十世纪五十年代，年轻的转业军人张北星被分配到黑龙江省大兴安岭山区的一座小气象站。老站长赵清山和年仅二十岁的女儿雁儿热情地接待了他。赵清山忘我投入、严谨认真的工作态度深深感染了张北星，也让他逐渐爱上了气象站的工作。
这时，远在广州老家的女友南楠专程赶来，希望张北星调回广州，离开这片人烟稀少、环境艰苦的深山老林。南楠的请求并不过分，但张北星已经舍不得离开这片土地。就在此时，他突然收到父亲病逝的电报，只得与南楠冒着风雨兼程赶回广州奔丧。面对孤苦伶仃、体弱多病的母亲，张北星再次陷入选择。南楠还在广州为他找到了一份工作，可当他想起大雪覆盖下那座小小的气象站，想到那里仍然需要自己，便毅然说服母亲，割舍了这段感情，重新返回大兴安岭。
一个风雪交加的夜晚，老站长赵清山（文中亦作赵青山）为抢回一份气象资料，牺牲在茫茫风雪之中。这场牺牲让张北星更加深切地感受到肩上的重…
