上世紀50年代，由於國內外形勢的發展變化，中國自主的核工業計劃正在如火如荼地進行當中。在這樣的背景下，一列來往於首都北京與西北核基地之間的神秘火車承擔起了運送核專家前往核基地的一系列秘密任務。