1964年10月中旬，坐落在我国新疆库尔勒地区和硕县塔克拉玛干沙漠腹地乌什塔拉乡的马兰基地，即我国第一个，也是唯一的核试验基地——罗布泊核试验基地一改平日的宁静，突然变得车水马龙、人声鼎沸起来。只见基地四周三步一岗，五步一哨，每个人的脸上都写满了紧张和严肃！长龙般来来往往的大卡车被帆布雨棚遮盖得严严实实，好不神秘，好不繁忙……原来，经毛泽东批准，我国将于10月16日对自主研发的核武器进行第一次试爆。
命令宣布后，设置封锁区、清场、调试设备……整个基地的每个部门，每一个成员都严阵以待，为成功试爆做着最后的准备。眼看着试爆的日期越来越近，10月12日，一份绝密报告送到了核试验总指挥张爱萍上将的办公桌上：在最后一次对试验场的巡查中，我空军侦察机在靠近爆心的地方，发现了一堆虽已熄灭，但仍散发着黑烟的火堆！张爱萍大吃一惊！别说这里是无人区，本来就不适合人类生存，光是上千人的部队进行拉网式清理就有好几次！怎么还会有人类活动的痕迹？如果真的有人出现在爆心，又是些什么人呢？是针对核试验的吗？经过研判，大家倾向于认为这是牧民留下的痕迹。
不过，仍然不可掉以轻心。根据周恩来的指示，罗布泊基地的警卫部队决定派骑兵团侦察股长张志伟和连长王宏乾带领骑兵连，共113人深入到核实验场的腹地，也就是爆心地带，查清情况后对相关人员予以带离或驱逐，务必保证核试验如期进行。
按照预定计划，张志伟率3排和勤务班共51人，王宏乾率1、2排共62余人分别带上报话机，分两路向爆心地区搜索前进。
经过两天的艰苦行军，14日，张志伟率部提前抵达了指定目标位置。还没到这里，经验丰富的张志伟就看出了这里地形的与众不同：一座座沙丘像烽火台般耸立着，遍地沟壑纵横，而且，沙子颜色较其它地方更暗一些，这说明，此处风速较平缓，沙子的流动变化不大，地形较固定，一定是罗布泊腹地难得的一处“避风港”。如果这一带真有人类活动的话，此处一定是不二选择。
为了观察整体地形，张股长让三排就地休息，自己带着勤务班和报话机骑马向北面最高的沙丘奔去。来到“山脚”，张志伟一行把战马留下，徒步向上走去。正如张志伟所判断的那样，这不是严格意义上的沙丘，而是一座小土山，只是表层有一层厚厚的沙子。张志伟一行登到山顶，放眼一望，不由得大惊失色，在西北方向不远处居然有一个方圆几公里的小盆地！盆地里不仅郁郁葱葱，长满了青草，还有一大片胡杨林！更令人吃惊的是，在胡杨林里居然还搭有二三十顶用树枝架起的窝棚，有的窝棚外还栓着一匹匹的战马！
张志伟正准备命令报务员向基地报告这一切，突然，随着两声枪响，自己手中的望远镜被击得粉碎，而身旁的报务员，也在一声惨叫中，和报话机一起滚下了山坡。
张志伟和战士们本能地立即趴在地上，仔细观察四周，却没发现任何人，也不知打枪的人藏在何处。正在疑惑之际，山下传来一阵杂乱的马蹄声，还伴随着战马的嘶叫声……原本停留在土坡下面的战马在三只狼狗的疯狂追撵下，正受了惊似地向南狂奔而去。这些都是训练有素的战马，怎么会因为几只狼狗就如此惊慌？张志伟情知背后一定另有原因，便决定来个“打草惊蛇”。他一把抓过旁边战士的冲锋枪，来了三个点射。果然，随着三只狼狗的倒下，对面不远处的沙丘顶部终于跳起一个人，对着狼狗嚎叫起来，声音极为恐怖。张志伟赶紧下令：“不准开枪！”只见那人手里握着一支驳壳枪，身着一身补丁重补丁，早已看不出本来颜色的衣服，非常长的头发和胡子把整个面部都掩藏了起来。他朝着狼狗的方向嚎叫了一阵后，突然就抬起手来又是连续两枪，顿时，我军没有掩藏好的两名战士便倒在了血泊之中……这是一名神枪手！张志伟正想向他喊话，弄清他的身份，突然，从南面三排驻扎的地方也传来一阵激烈的枪声，张志伟一听，心中暗叫“不好”，便端起枪就是一梭子朝对方打去，那人一个趔趄便滚到山坡背面去了。
这时，三排那边的枪声越来越激烈，其中还有好几挺机枪和迫击炮的声音……张志伟带领着战士们迅速向三排靠近，可是，由于是在沙地里，张志伟等人的速度始终无法快起来，只能一步一个沙窝地向前移动，所以，等他们赶到现场时，战斗早已停息，敌人也早已跑得无影无踪。地上，横七竖八的全是衣服被剥得干干净净，不着一丝一缕的尸体。经过仔细查看现场，张志伟发现，这些尸体全是我三排战士的。他们很多是在受伤后被刀子捅死，或被枪托击中头部而死的，其状惨不忍睹。战士们随身携带的武器弹药食品也都不见了踪影。而且，还有5名战士失踪了！
接着，战士们又在附近发现了十几个沙堆。沙堆上的沙子是新翻上来的，似乎是什么人的坟墓。张志伟带领战士们扒开沙子一看，果然是几具尸体。这些尸体显然不是我军战士，其外貌形象倒跟此前刚刚遭遇的那位神枪手很相似，头发和胡子又长又蓬乱，身上的衣服也好像穿了几十年似的，布片稍微一用力就扯烂了……
这是些什么人呢？张志伟望着这些尸体陷入沉思。突然，他发现其中一具尸体腰间的皮带跟以前他在一个从马步芳部队起义过来的军官身上看到的腰带很相似，仔细一看，果然是马步芳军队的腰带！张志伟灵光一闪，原来他们是漏网的马匪！
在核试验暴心附近发现国民党正规部队！这可是天大的事！可报话机坏了，没法向基地指挥部报告。张志伟决定率领勤务班返回盆地抵近侦察，先把情况弄清楚再做打算。可张志伟找遍了整个盆地，也再没发现任何敌人。除了草地上留下了一长串通往西南方向的杂乱蹄印外，那二三十顶窝棚竟然也不见了踪影。
张志伟看了看手表，已是14日傍晚了，按照预先的约定，王宏乾他们也该到了。可怎么和他们联系呢？敌人在暗处，自己在明处，不能点火联络。张志伟灵机一动，令战士们砍了许多胡杨树枝，插成一个指向西南的箭头，然后，他写了一张“我们遇到马匪袭击，只剩10人，其余全部牺牲，电台也毁坏了。请向指挥部汇报，并立即率1、2排往西南方向追击。我先行一步。敌人数不详”的纸条交给军械员小杨，让他在原地等待王宏乾连长。然后自己率队朝西南方追去。
张志伟在凌晨时光追上了敌人。原来敌人也走得非常慢。这是一支挈妇将雏，大搬家的队伍，大约有一百三四十人，其中还有十来个女人和七八个小孩。这些女人背着孩子，骑在马上，走在队伍的中央，而男人们则有气无力地背着枪行进在四周。这些男人们都是一个模样，头发胡子又长又乱，很难辨清长相和年龄。
由于遇到了沙暴，王宏乾一行60多人迟到了整整一个晚上。15日拂晓，大约在张志伟他们追上匪徒的时候，王宏乾他们策马进入了盆地。在“生命的禁区”里发现了这么个美丽的小盆地，战士们欣喜异常，他们哪里知道，昨晚这里曾发生过一场血战呢？战士们很快就发现了那一排指向西南，用树枝插成的箭头。
望着西南方向那一望无际的沙漠。王宏乾百思不得其解，这些箭头是谁留下的呢？要告诉我们什么呢？如果是张志伟他们留下的，为什么报话机呼叫不通呢？为什么不等我们，就单独行动呢？
这时，一个战士策马飞奔跑来报告说：“军械员小杨在树林里牺牲了”王宏乾来到井边，果然发现了小杨的尸体，其死状极为可怕。原来，张志伟离开后，小杨在那片胡杨林中发现了一口水井。干渴难耐的小杨来不及思考，就扑倒在井边，畅快地饮用起来。没想到，敌人临走前在井里放了毒。几分钟后，小杨突然感到腹中突然一阵剧痛，他痛苦地翻滚、挣扎，指甲撕烂了衣服，将腹部的皮肉抠得血糊糊的……
建国都15年了，居然还有成股的国民党军活跃在罗布泊，而且一次就吃掉了我们整整一个排！张爱萍万分震惊，一方面命令王宏乾立即率部向西南跟踪追击，弄清敌人的底细，一方面命令基地的直升机中队做好战斗准备，同时，还和当地驻军沟通，让驻乌鲁木齐的空降兵某部进入了一级战备状态，随时准备登机实施空降。
王宏乾一行离开盆地不久，就发现了五个裸露在沙漠表面的人头！这正是三排失踪的5个战士。原来，他们被马匪俘虏后，被匪徒押着向西南方向走去。一路上，这5名战士坚贞不屈，边走边做瓦解敌人的工作，并且取得一些成效。这让匪首十分不满，便兽性大发，将这5名战士活埋了。虽然在沙漠中躲了十几年，但马匪匪首的兽性仍然不改，手段仍然十分毒辣。他们将五名战士身上的衣服全部剥光，脖子以下埋进沙土中，单留一个头露在外面。这些战士就这样在沙漠里慢慢脱水而死……战士们见状，个个义愤填膺，重新掩埋好烈士的遗体，做上记号，怀着复仇的怒火，继续朝西南策马疾驰。
黄昏时光，敌人正准备安营扎寨的时候，王宏乾和张志伟会合了。但王宏乾等人的马蹄声惊动了土匪，土匪除了留下一部分和妇女、儿童一起收拾帐篷，准备逃窜外，其余的敌人分成两股分别抢占了两翼的沙丘，准备进行顽抗。
这时，我军两架直升飞机飞临到战场上空，在地面报话机的引导下，在匪徒盘踞的沙丘上空反复盘旋，不停地用广播播放着政策：“我们的政策是缴枪不杀！我命令你们立即放下武器，顽抗到底只有死路一条……”但是，普通匪徒们见状早就动摇了，但匪首却要负隅顽抗，命令马匪们进行对空射击。直升飞机见敌人不肯投降，便拉高高度，向两座沙丘分别发射了二枚火箭弹，只听得四声巨响，敌人盘踞的两座沙丘的顶部瞬间便被削去一大截！土匪们被炸得魂飞魄散，抱头鼠窜，乖乖地向我地面部队举起了双手。只十几分钟战斗就结束了。可惜，三名匪首见大势已去，又不甘失败，就掏枪打死了自己的妻子儿女，一起给蒋介石殉葬去了。
当张志伟和王洪乾他们押着100多个俘虏回到基地时，整个基地都沸腾了！大家争相恐后地想要亲眼目睹这群在新中国的阳光下流浪了整整十五年的匪徒！经过审讯，终于真相大白。这些人正是当年盘踞西北的军阀马步芳的残部。马步芳部队被我军消灭后，很多漏网之鱼都纷纷逃入大漠深处。虽然经过多次搜剿，大部分残兵都已被消灭或投降，但这部分人却不断地往沙漠中心逃窜，从而躲过了多次搜剿。这些年来，他们依靠打猎，或者采集野菜野果，有时也偷牧民的牛羊度日，慢慢地，便沦为一支“原始部落”。
1964年10月16日下午3时，随着张爱萍的一声令下，放置在大漠深处的一座铁塔顶端的原子弹发出一声巨响，一股蘑菇云腾空而起，新中国第一颗原子弹终于按时爆炸成功。
