1937年3月9日至10日，红军西路军在甘肃省河西走廊的犁园口一带，和国民党马步青、马步芳部队进行了一场力量悬殊的激战。幸存下来身负重伤的妇女先锋团战士姐姐，流落在附近的山谷林中。
在一个细雨蒙蒙的清晨，姐姐救起了一位昏迷不醒的三十军的小号手。在她的精心护理下，他病势日趋好转。从此，这两位红军战士相依为命，历尽千辛万苦，顽强地寻找着自己的战友和部队。在饥渴交加，又受到海市蜃楼捉弄的艰苦环境中，他们不气馁，苦中作乐尽情欢笑。
幸而在沙碛的黑山口遇到一位裕固族小姑娘，这两位红军战士才得到一顿饱餐畅饮。小姑娘的家惨遭国民党马家骑兵的焚烧，父亲被杀害，她无依无靠，便随这两位红军战士一起往前走。
他们在荒无人烟的沙漠里找到了一本红军西路军妇女独立团牺牲的姐妹们的名册。姐姐捧着名册悲怆而又坚毅地说道：她们的名字应该让后人知道。艰险和痛苦，并没有磨去他们的意志，他们互相搀扶着，向陕北方向走去，始终保持着乐观的精神。
然而，经过的混沌一片的风沙搏斗，身负重伤的姐姐，终于躺倒在烽火台下。为了使姐姐能够活下去，小号兵在荒漠上寻找可吃的东西。而当他的捕猎一只野兔时，遭到了敌人的枪杀。
小号兵的牺牲，使姐姐和小姑娘悲痛万分。倔强的小姑娘背起重病的姐姐，继续在沙漠上行走。
在古老、雄伟的土长城壁上，奄奄一息的姐姐用最后一点力气，顽强的刻下了犁杖的印记。
小姑娘默默地埋葬了姐姐，拿起那本烈士的名册，背上小号兵的军号，继续朝陕北方向走去。
