世纪之交，某新型“杀手锏”导弹武器研制成功。导弹部队总部将为该型号导弹武器筑巢的“世纪龙”龙头工程建设任务交给了某工程兵师大功团。担负施工任务的大功团突遇山体滑坡，8名战士被困在坑道内，生死未卜。在导弹部队总部观摩导弹发射的团长石万山被紧急召回参与指挥营救工作。导弹发射成功，8名战士也被安全救出。为保证工程建设任务的完成，导弹部队总部派女工程师林丹雁担任“龙头”工程的技术总监，工程兵师也委派副参谋长——“钻石王老五”郑浩任七星谷工程前指总指挥。俩人曾经都和石万山打过交道，有着微秒的私人关系和感情纠葛。
　　七星谷“龙头”工程恢复了正常工作。为了抢回耽误的时间，战士们干劲十足。一营营长张中原的妻子因老板性骚扰辞职，后又被外企公司优惠聘用，但两年内不能怀孕生孩子。急于想有个儿子的张中原用维生素代替避孕药，瞒着妻子留下了自己的“种”。已离休的导弹部队原副政委钟怀国教育清华“国防生”的外甥魏光亮要报效祖国，打消出国留学念头，并安排到大功团当兵。相恋多年的女友李娜远走高飞，到美国留学深造。
　　某外企总裁孙炳乾和姘妇黄白虹两个商业间谍浮出水面，他们在打军嫂高丽美的主意，目的是获取“世纪龙”龙头工程的军事情报。魏光亮在火车上邂逅军医周亚菲，一起来到七星谷报到。魏光亮被安排在大功团一连代理排长，从而引起不同的反应。石万山和郑浩在魏光亮的分配使用问题上产生分歧。
　　魏光亮不安心在基层工作，跟石万山叫板，结果弄巧成拙。他的言行使一排的荣誉蒙受损失，引起士官齐东平等人的强烈不满。魏光亮接到女友的绝交信后心不在焉，在齐东平等人的怂恿下赌气地操作台车，导致台车损坏，遭到张中原的训斥。一气之下，他宣称自己不干了。石万山决心“修理”魏光亮，免掉他代理排长职务，并继续留在一排当兵。周亚菲对魏光亮的行为嗤之以鼻。
　　魏光亮在齐东平的协助下很快修复台车。高丽美到医院检查出已怀孕，警告张中原如不立即回家就让坑道为他生儿子。突然，坑道出现冒顶塌方，魏光亮和齐东平被困在洞内。面对险情，石团长因为担心二十二年前的悲剧重演，没有即时展开大规模营救，而是先让林丹雁勘测地形制定营救方案，郑浩和石团长再次产生矛盾分歧。被困洞内的魏光亮和齐东平经受严峻考验，成为生死之交。经过7 个昼夜的苦战，两人终于被救出。石团长的胃病加重，因为工作忙而隐瞒。经救人事件，郑浩认识到自己实际经验的不足。
　　林丹雁和周亚菲救人有功，得到石团长的表扬和犒劳。郑浩大力宣传营救事件以鼓舞士气。高丽美陷入孙炳乾和黄白虹设置的圈套却浑然不知。王经理打高丽美的主意，受到黄白虹的警告。高丽美将孩子流产，并与张中原出现感情危机。石万山的妻子汪小青带着儿子石小山来部队探亲，碰到林丹雁深感惊讶。魏光亮在住院养伤期间，为齐东平和护士吴红牵起了红线。
　　汪小青为石万山的胃病担心。魏光亮和齐东平伤愈归队，受到英雄般的礼遇。张中原与妻子关系闹僵，感情处于破裂的边缘。孙炳乾和黄白虹千方百计地进行间谍活动。汉江市国家安全局姜柱国处长和助手冯倩倩前往七星谷阵地试探，被哨兵“擒获”，他们对部队的防间保密工作十分满意。
　　钟怀国带着牛犊来到“魔鬼谷”，看望二十多年前牺牲的老战友，恰遇自己打了8年的老坑道封存，十分伤感。在烈士陵园，钟怀国揭开魏光亮的身世。方子明给提干对手齐东平使绊子，出馊主意让王小柱私自回家探望病危的父亲，然后举报。遭到了张中原的严厉训斥，十分愧疚。
　　石万山和汪小青劝高丽美与张中原重归于好，反遭高丽美的奚落。吴红终于给齐东平来信，诉说思念之情。为弄清高丽美情变原委，齐东平托退伍老兵跟踪高丽美。汪小青陪丈夫到医院检查，医生建议住院治疗，石万山不从，汪小青甚为不满，流泪无奈地离开了七星谷。坑道因通风管破裂，发生机械尾气中毒事件。魏光亮舍己救人，周亚菲终于改变了对他的看法。郑浩对中毒事件大做文章，并对施工安全工作提出质疑，致使与石万山的矛盾进一步升级。魏光亮救人有功，被任命为一连代理连长。林丹雁找到老同学黄白虹请她帮助购买电脑。齐东平终于盼来了提干的消息，前往汉江医院体验，张中原让他捎带东西给高丽美，发现高丽美在王经理家，而且穿着暴露，规劝高丽美要自重。王经理以私闯民宅拿水果刀刺向齐东平，被齐东平狠揍一顿。王经理恶人先告状，齐东平提干变成了泡影。
　　黄白虹指使手下在电脑中安装了特殊芯片，以优惠价卖给了部队。黄白虹以破坏军婚为由开除了王经理，并指使黑社会殴打恐吓，令其从汉江市消失。高丽美误认为是受张中原指使，与张中原离婚。已无利用价值的高丽美被环宇公司开除，做起了小买卖。装有特殊芯片的电脑进入七星谷，姜处长令冯倩倩前往检查。经北京有关部门检测，发现这是一种目前世界上最先进的全球定位发射系统。国家安全部门决定，在七星谷成立特别行动小组，执行反间谍行动计划。
　　一直被感情问题所困扰的林丹雁欲从石万山的情感旋涡中自拔。坑道出现泥夹石，致使工程进度缓慢，全团上下都十分着急。在工程管理和施工方式上，郑浩和石万山之间存在着观念上的分歧，林丹雁从中调解。
　　魏光亮已被历练成一名合格的基层指挥员，并担任连队党支部书记。郑浩铿锵激昂的演讲博得全团上下的称赞，周亚菲的心理咨询室也得到官兵们的好评。
　　对林丹雁仰慕已久的郑浩向石万山表白了对林丹雁的感情，请石万山牵线搭桥，石万山表示不宜参与，建议他去找妻子汪小青。导弹部队总部决定加快“世纪龙”工程建设速度，石万山大胆提出边掘进边被覆的施工方案，林丹雁担心影响工程质量劝告石万山不要冒险，石万山不顾众人反对坚持自己的意见，郑浩决定上报工程兵师。
　　炎热的天气使官兵们无法正常休息，直接影响了工程施工进度。石万山决定给战士宿舍装空调，郑浩以挪用工程款为名极力反对，并上报师党委。空调事件引起的风波使石万山与郑浩之间的矛盾进一步加剧。李娜回国来到汉江，欲与魏光亮重归于好。魏光亮恳请周亚菲一起去见李娜，并当面向周亚菲求婚，李娜悄然离去。
　　此时坑道被覆出现大面积裂缝，损失巨大。身为该工程项目责任人的石万山难辞其咎。师党委决定石万山停职检查，由郑浩暂时兼任团长。石万山不顾林丹雁和郑浩的苦苦挽留，准备离开七星谷。魏光亮率众官兵列队相送，石万山无语，默默地向官兵们举起了右手，怅然离去。官兵们齐声高呼：团长走好！
　　石万山身在家乡，心却还留在七星谷。钟怀国理解石万山的心情，带着他参观正在建设中的龙滩水电工程。林丹雁为澄清石万山的冤屈，采集样石回北京进行化验分析。“世纪龙”工程总设计师秦怀古因积劳成疾不幸病逝，林丹雁悲痛欲绝。
　　已晋升为工程设计院副总工程师的林丹雁回到汉江，在机场险遭孙炳乾和黄白虹绑架。魔高一尺，道高一丈，孙炳乾苦心经营的商业间谍网被我国家安全机关一举捣毁，并被“礼送”出境。齐东平面对父亲病重的压力，拟将自己的肾脏移植给父亲。
　　郑浩新官上任三把火，他提出突破一万米大关者将予以重奖。张中原和魏光亮提出质疑，并向石万山反映施工中的异常情况。此时，坑道出现罕见的泥石流，齐东平为抢救战友英勇牺牲。预感有不祥之兆的石万山在手术开始之际不辞而别。顾师长和成政委也飞赴七星谷。葬礼上，郑浩宣读齐东平迟到的提干命令，吴红和大功团官兵高歌为齐东平送行。郑浩和方子明分别来到齐东平坟前忏悔。齐东玲带着弟弟的骨灰回家。
　　工程质量事故终被澄清，石万山官复原职。为适应新时期军事斗争准备的需要，导弹部队总部命令“世纪龙”工程必须提前竣工。此时，七星谷工程又遇到了罕见的地下溶洞群。为掌握第一手资源，林丹雁在郑浩的陪同下深入溶洞深处观测地形，险些坠入地下河。郑浩英雄救美，情至深处。
　　为实现工程提前竣工的目标，铁一营掀起了“奋战溶岩区，誓死保工期”的施工大会战。魏光亮带领全连官兵加班加点，拼命施工，以至疲惫极致。石万山深入施工现场，痛斥张中原不爱惜官兵疾苦，终因胃病发作，口吐鲜血被送进医院急救。
　　张中原和高丽美在朱彩云的撮合下破镜重圆。魏光亮和周亚菲也结秦晋之好。手术苏醒后的石万山向妻子汪小青倾诉衷肠……
　　经大功团官兵的艰苦奋战，“世纪龙”龙头工程终于提前竣工。为检验工程的战术技术性能，统帅部举行了代号为“世纪风暴”的导弹发射大演习……
　　大功团官兵在自己亲手铸造的“龙宫”前，目睹了“神剑——99”喷雷吐火的壮观场面，实现了导弹工程兵几代人的夙愿。

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