代表我军参加国际侦察兵竞赛的少校王飞，在赛场上意外受伤，遗憾地与荣誉失之交臂。正当他准备重整旗鼓恢复训练时，军区林副参谋长交予他一项特殊使命——担任我军第一支女子侦察兵分队的队长。经过层层激烈角逐，从海、陆、空三军选拔出的刘月、林亚男、罗曼等8名女兵，凭借过硬的体能与外语考核脱颖而出，正式成为分队队员。她们将面临严酷的体能淬炼，掌握高科技新型武器，并有望在首度设立的女子侦察兵国际竞赛中为国争光。分队成立仪式上，王飞的训话意外赢得了女兵们的好感，罗曼甚至开玩笑建议大家给队长写“情书”。然而王飞的回应却是毫不留情地加大训练量，这让女兵们渐生抵触情绪。在执行大队布置的任务时，女兵们有意与王飞作对，双方矛盾不断激化。王飞突击检查背诵《军人誓词》，宣布不合格者将被退回原连队，刘月却以“法不责众”为由索性带头抗拒。就在双方对峙之际，一场极易引发山洪的暴雨突至，女兵们毫不犹豫地自觉投入抗洪抢险。在泥泞与汗水的奋战中，双方冰释前嫌。当女兵们迎着朝阳齐声背诵《军人誓词》时，那画面深深震撼了王飞。随着训练深入，队员间的情感纠葛也浮出水面。林亚男曾与战友刘月的哥哥刘星相恋。来自基层连队的刘月家境贫寒，父亲因承包的煤窑发生塌方事故即将面临法律制裁，沉重的死伤赔偿让争强好胜的她内心深掩着自卑。父亲被收审后，从事工艺美术的刘星日趋自私功利，无法接受林亚男的分手提议。刘月得知两人分手后，想当然地认为林亚男势利冷漠，便在战友中孤立她。此时，刘星的朋友骆米对刘月一见钟情，却频频碰壁。刘月生日当天，两人关系本有望缓和，却因骆米的意外“介入”再生误会。正逢此时，休假中错过选拔的耿歌前来报到，她的成绩将直接决定排名末位的林亚男的去留。王飞当即决定：分队暂由9人组成，未来考核中失利者将随时离开。依照林副参谋长的部署，女兵们分成两组，在各训练项目中展开比拼，获胜次数多的小组将代表军区参赛。林亚男与刘月分别出任组长。在百米障碍赛中，刘月因求胜心切惨遭失败；操舟登陆角逐伊始，她又陷入情感困扰。毕业于军校的副队长任远对刘月保持着上下级式的克制的关心，却让刘月产生了别样情愫。她大胆追求爱情遭拒后，挫败感致使其小组二度受挫，但她敢爱敢恨的个性却越发吸引骆米的穷追不舍。直至突破封锁线比赛，刘月小组终于扳回一局，两组打成平手。另一边，女兵罗曼结识了男兵海成。明知军规不允许士兵谈恋爱，她仍义无反顾地投入感情。射击考核中两人被分在一组，情感波动导致罗曼发挥失常。她明白淘汰在所难免，但在接到正式离队通知前，依然坚决参加了实战演习。本剧的另一条惊险线索围绕珍贵文物“戚氏军刀”展开。“文革”中流落海外的这把军刀被骆米伯父高价购回并拟无偿捐赠博物馆。国际文物走私集团头目瑞娜勾结本地黑社会成员王俊杰对军刀虎视眈眈。王俊杰先以重金诱使刘星仿制假刀企图“掉包”，阴谋败露后，瑞娜悍然扣留骆米及其伯父，而骆米托付给刘星保管的真军刀也被王俊杰一伙夺走。双方商定在荒岛进行黑市交易。无巧不成书，女兵们在最后的实战演习中遭遇台风，被迫流落荒岛，正好与这群犯罪分子迎面撞上。战斗中，女兵们团结一致，充分发挥侦察兵特别能吃苦、特别能战斗的精神，以少胜多，罗曼和耿歌不幸受伤。面对瑞娜派来企图歼灭女兵的大批雇佣军，女兵们陷入巨大危机。千钧一发之际，王飞率领的营救小组及时赶到，协助女兵们赢得了最终胜利。战后，女兵们荣获军功章。罗曼因违纪恋爱无奈离开分队；刘月最终拒绝了骆米的感情，而林亚男决定与任远开始交往；因工作常年疏忽家庭的王飞也深切感受到家庭的重要，与妻子冰释前嫌、重新携手。经历了生死考验的女兵们自认已是一个不可分割的整体，因而拒绝继续进行两组间的内部竞赛。这一行为遭到王飞的严厉痛斥，使她们深刻重新认识到“军人以服从命令为天职”的绝对意义。最终，这群怀揣着对祖国、对军人荣誉强烈责任感的女兵，踏上了被誉为“军中奥林匹克”的国际赛场。