1950年，為了繁榮發展西藏的經濟，把北京和拉薩連接起來，中國人民解放軍空軍年輕的飛行員奉命開辟這個神秘的“空中禁區”。氣象隊的同志們首先出發了，他們去建立氣象站，測量氣象，準備迎接飛機的飛行。氣象三組的姑娘許瑞告別了自己的丈夫——飛行員趙忠凱，隨隊伍來到了康藏高原。他們在藏族同胞的協助下，向大雪山進發。突然，山上爆發了雪崩，大風雪鋪天蓋地而來，席卷了一切，將氣象三組的同志們困在山中，無線電臺被摔壞了，與基地的聯系被切斷。疾病、寒冷、饑餓和死亡在威脅著他們。空軍的領導決定派出飛機，把營救被困在山里的同志和開辟空中航線結合起來，這個艱巨的任務交給了趙忠凱和張啟良機組的七名同志。趙忠凱駕駛飛機飛臨天險，正在準備飛越高峰的時候，飛機的左翼發動機出現故障，不能再繼續飛行。他們偵察到山腰上有一個洞口，就計劃在下一次飛行時鉆過山洞，飛越天險。返航后，上級領導經過再三研究，批準了他們的方案。但是，第二次的飛行又因為氣象的變化，云霧遮住了山洞，他們只好返航。時間不能再繼續拖延了，氣象三組的同志們的生命危在旦夕。張啟良對趙忠凱命令第二次返航的決定有意見，與趙忠凱發生了爭執。上級領導批評了張啟良的魯莽，下達了第三次飛行的命令。他們終于鉆過了險峻的山洞，繪制出航線圖，把物資空投給了氣象三組的同志。在執行任務的過程中，飛機在云層里盤旋時間過長，歸來時氧氣不夠用了。在面臨生死的緊要關頭，飛行員們表現了對祖國的無限忠誠和高度的階級友愛精神，他們戰勝了死亡，勝利歸來。氣象三組在康藏高原上建立了氣象站，英勇的飛行員在“空中禁區”開辟了這條新的航線。趙忠凱和許瑞這對年輕的夫婦在拉薩布達拉宮前的廣場相會了，他們和藏族同胞們一起歡樂地歌唱。