《情系北大荒》以1948年的辽沈战役为开端。营长郝豹（朱亚文 饰）在战火中失去了妻子和孩子。解放后，他告别枪林弹雨，拿起锄头来到北大荒，开始了新的军垦生活。日复一日的劳作单调而艰苦，营地里清一色的男人都盼望着能拥有一个温暖的家。
城里姑娘沈秀（梁林琳 饰）从报纸上得知北大荒正在招人，便瞒着家人和好友罗薇薇（黄小蕾 饰）一起报名，踏上了北上的旅程。姑娘们来到营地后，郝豹很快对相貌秀美的沈秀产生了好感，因为她与自己已经去世的妻子十分相像。然而，北大荒的荒凉与艰苦远远超出了她们的想象，而郝豹半生戎马、性情粗犷，也让沈秀一时难以适应。没过多久，又一批来自山东的女人抵达北大荒，其中包括性格豪爽、举止干练得像个爷们儿的田二曼（赵苏婷 饰），这片沉寂的土地也随之变得热闹起来。
