吴晓一名刚刚毕业的医学生，在毕业后，选择来到父亲的老家陕西省的马栏旅游。她在当地为老人们进行义诊，普及医疗知识。天气炎热，吴晓在马栏革命根据地附近，为下一位老人义诊时。这个老人说自己曾经见过吴晓，随着老人话音落下，远处传来了童谣的声音“”马栏川，十八弯，穷苦人，望眼穿，盼了今天盼明天，红军来了有吃穿。”吴晓的视线开始模糊，一歪晕倒在地，吴晓哼唱着童谣，逐渐闭上眼睛。吴晓再次睁开眼睛，便发现自己来到了1928年5月7日的马栏，起义军今日拂晓占领了县城，处决了县长李可宣及恶差数人，打开监狱，释放被关押的党员和群众数百人，并开仓放粮，救济贫苦群众。而吴晓看着眼前的起义军伤员，她竟然成为了起义军队里救治伤员的一名医生。吴晓还发现自己所带得医疗箱里的药品可以重复使用，看着为百姓扫除恶差而受伤的共产党员，吴晓决心要为他们做些事情。她先帮助受伤的伤员，发现众人叫一个伤员胜哥，胜哥意气蓬勃，为吴晓讲述他们起义军的勇敢行动。吴晓很快和胜哥成为朋友，胜哥是共产党员，吴晓虽然曾经也是共产党员，但她自认为没有做出什么贡献，她也想真正为人民做些事情。她也约定要加入共产党。5月30日，敌军攻入县城，捕获起义人员，吴晓跟着大部队逃跑，胜哥却不见踪影。吴晓担忧胜哥和其他起义队员的安危，毅然回头，告别队伍，寻找胜哥。次日，吴晓混在人群中，看见在台上被绑起来的胜哥和起义军其他领导人。原来，胜哥便是起义队伍的领导人程永盛。敌军在旁，吴晓捂住嘴不发出声音。敌军想让胜哥说出大部队的位置，胜哥不为所动，大喊“星星之火，可以燎原。起义的人是杀不尽的！”。敌人的刀砍向胜哥，胜哥鲜血一流，倒在地上。吴晓泪流满面，失魂落魄被其他人带离了。

  吴晓和其他人一起逃到泾阳，泾阳郑国渠是中国古代农田灌溉技术的创举。在泾阳地区，泾阳人民依靠泾国渠得以生存，吴晓想起曾经在博物馆中看到的“关中大旱，灾荒连年。”，而长武等县最为严重。吴晓急切地想要进行革命运动，但国民党正在打击革命运动，不少共产党已经无辜牺牲，同为共产党的狗蛋等人劝阻吴晓冷静下来。吴晓按下心思，与共产党员取得联系，请求共产党同意自己前往长武赈灾。而此时共产党员们也时关注百姓，得知吴晓的决心，同意派遣吴晓等人前去长武了解情况。吴晓希望用现代技术，缓解灾情。吴晓来到长武，发现一片荒芜，众人都因为没有水而苦苦挣扎，吴晓发现一名快要渴死的村民，只能拿出葡萄糖浆短暂地为他补充一些水分，而这个村民得到了之后，直奔房屋，屋里是他许久没有喝水的母亲。两人向吴晓等人述说长武的缺水状况，在亲眼见识到长武的缺水情况和百姓在烈日下的苦苦挣扎，吴晓想起郑国渠和现代农田浇灌技术，呼吁众人一起努力。在党的领导下，吴晓利用了现代技术，大大缓解了长武的灾情。此后，吴晓秘密进行革命活动，办学校、图书馆、乡村师范……吴晓把自己所学的知识尽数教给了他们。

  十年时间，吴晓走遍了陕西。最后，留在长武教书。直到1939年，吴晓收到共产党传来的电报，国民党不断挑衅，封锁了陕甘宁边区的经济。吴晓又想起了那首童谣“马兰川，十八弯，穷苦人……”她请求回到马栏开展大生产运动。她积极参与后勤救援工作，有人中暑晕倒时，吴晓连忙进行救援，手搭上那人时，耳边又传来那首童谣，吴晓还是没忍住，哼唱起来意识模糊。

  再次醒来，吴晓已经站在现代的马栏根据地。之后，吴晓没有停止她的旅途，她重走了梦中走过的路线，一百年的时间，很多地方都物是人非，但是当年发生的事情和做事情的决心都浮现心中，不变的是人们奋斗的心……吴晓最终回到马栏，她再次踏入马栏革命根据地，来到起义军留下的老物品前，看着程永盛的照片，热泪盈眶。吴晓拨动相机，一百年前的照片和现在的照片交替出现在眼前，马栏、爷台山、泾阳、长武……