军车在险峻的山路上行驶着。车上坐着四个人：沉默寡言、外表冷峻的汽车兵排长沈新，聪明活泼的新战士王小多，刚多北京某医学院毕业返乡的藏族大学生格桑拉姆，她是受兵站站长委托前去为一名工人的孩子治病的，还有一个是病倒在路旁林中而被救上车的藏族猎人尼玛次仁。 车正疾驶着，忽然，格桑拉姆猛击驾驶室顶，大叫停车。原来她发现尼玛次仁带着大量麝香，准备私自贩卖。车停下了，沈新拿过尼玛次仁的羊皮口袋，准备将他送交赛塘县公安局。 不料半路上车出了故障，四人只得露宿。而尼玛则趁夜色逃走，没想到在森林中旧病复发，又遇恶狼。正当他生命垂危之时，沈新赶到，击毙了恶狼，救出尼玛。 翌晨，车修好后，四人继续前行。途中又遇山洪暴发。为及时把车上物资送到兵站，沈新毅然涉水引路，使军车顺利通过，可自己却被湍急的洪水冲倒。此时，尼玛不顾一切，接连跃上水中的石块，甩绳救出沈新。 在两天两夜患难与共、生死相依的旅程中，四人心心相印。 分别时，尼玛主动将麝香卖给国家，格桑拉姆的心中已深深地印上了沈新的影子，而沈新也很钦佩这个性格倔强的藏族姑娘。
三年前，他因为没能逮捕一名神秘连环杀手而离职求去。现在，一桩新的伦敦命案则驱使这名警探重出江湖，挺身缉凶。
民国初年，一颗陨石滑落长空，落入秦岭之地，意外引出神秘古墓，传闻古墓中藏有价值连城的珍宝。彼时军阀割据，为了获得秘藏以充军费，汤司令迅速派人封锁了现场。那时民间有卖国求荣之辈，也有愿为国家奔走努力之人。崔显灵的徒弟马九川便是其中之一。汤司令的副手秦天带人强闯崔显灵家中逼迫崔显灵的徒弟马九川带路探墓。当马九川等人来到秦岭天坑附近时，另一队人马同时抵达——日本人江口拓带领的日军。为了墓中宝藏，众人纷纷心怀鬼胎。经历了墓中的重重神奇异象和致命危险，众人终于见到了心心念念的宝藏，军阀和日本人的丑恶在这一刻展露无遗……
影片记述了“敦煌女儿”，国家荣誉称号获得者樊锦诗坚守大漠，守护世界宝藏莫高窟的壮丽人生故事。 扎根敦煌五十余载，樊锦诗（陈瑾 饰）与敦煌研究院的同事们一起，孤独的与西北的漫天风沙搏斗，抢救和保护莫高窟内的每一件文物 “绝不能让莫高窟在我们这一代里传没了!”时光步入千禧年，面对浩荡袭来的市场化浪潮与来自四面八方的游客，樊锦诗却赫然发现，原来对莫高窟内国宝威胁最大的，从来都不只是自然环境，而是叵测的人心......在年过花甲后，她必须要走出自己埋头苦干一辈子的“洞子”了……
