上世纪九十年代,青海高原的玛治县一度深陷贫困,农牧业的困境使得人们生活艰难。而县周边的博拉木拉无人区则富含丰富的矿产和野生动物资源,盗猎和盗采成了频繁的犯罪活动,许多人为了暴利肆意破坏生态环境。在县长林培生(李光洁 饰)的支持下,副县长多杰(胡歌 饰)成立了巡山队,原本的目的只是为了探矿和脱贫,但在亲眼目睹藏羚羊惨遭屠杀的残酷场景后,多杰决定将全部精力投入到环保工作中,誓要守护青藏高原的自然环境。
巡山队中,青年女警白菊(杨紫 饰)成为多杰命运中的关键人物。她是援藏医生张勤勤(梅婷 饰)收养的孤儿,也是白家勇敢无畏的女儿。初到无人区的白菊,在与巡山队队员们并肩作战的过程中迅速成长,与队员们建立了深厚的友情。她与报社记者邵云飞(张哲华 饰)相爱,大家共同致力于在无人区建立自然保护区。然而,在功成名就之际,多杰神秘失踪,巡山队也因此解散。
十多年后,博拉木拉已重获宁静,但煤矿盗采问题再度引发了开发与环保之间的矛盾。白菊与昔日的爱人、旧友及战友们重新团结起来,继续为环保事业而奋斗,同时追查多杰失踪的真相。最终,白菊不仅为多杰还清了冤屈,还将青藏高原的绿水蓝天保护到了最后一刻。