建国初期，西北农学院学生秦鹤鸣因意外展露出的过人育种天赋，被长期从事小麦育种研究的任重远教授看中，并将他强行留校。理想破灭的秦鹤鸣意志消沉，后在恋人、同学林蕤的激将下，被迫跟随任重远从事育种研究。老一代科学家任重远不幸牺牲在育种试验田，以一己之躯践行科学救国理想的人生大境界，让秦鹤鸣为之一震。秦鹤鸣夜以继日，终于培育成功亩产400斤的碧蚂号杂交小麦。为践行恩师临终所托，他忍痛和恋人林蕤分离，娶任重远女儿任慧敏为妻。正像当初强烈反对跟随任重远育种一样，倔强而执着的秦鹤鸣一旦认准了方向，就会义无反顾地走下去。这之后，秦鹤鸣朝着育种的方向迈开了大步子。他和志同道合的红颜知己林蕤一起，先后培育出多种小麦新品种，成功将中国小麦亩产量从建国初期的200余斤提升到千余斤，终成一代麦神。