1949年新中國成立后，解放軍進駐四川甘孜修建川藏公路。地質技術員李蘇杰隨軍前往，在營救落水貴族時提議釋放其轄下農奴，由此解放了藏族少女達娃。李蘇杰以科學知識破除封建桎梏的舉動，使飽受壓迫的達娃首次感受到人性溫暖。在海拔四千米的雀兒山隧道工地上，李蘇杰帶領技術團隊克服高原缺氧、凍土層塌方等困難，達娃則主動擔任翻譯協調漢藏溝通。隨著爆破事故中李蘇杰為保護藏族民工負傷，兩人在戰友情誼基礎上萌發超越民族隔閡的愛情。當鐵軌最終鋪向雪山深處時，達娃選擇留在建設指揮部擔任文化教員，而李蘇杰在完成地質勘探任務后接到調令。分別之際，兩人以藏漢雙語合寫的《康定情歌》手稿作為信物，在新修通的公路旁完成精神與情感的永恒交匯。