1963年，吴天云由江苏扬州医专毕业，与一批江南学子一起分到南疆的帕米尔高原。坐了7天的卡车，吴天云和同学王成林到达克孜勒苏州的乌恰县。
荒原上县医院的条件不堪入目，面对饮食不习惯，语言又不通，开了药方而无药可取的困境，他震惊而沮丧。第二天天亮了，一辆马车拉着一位因胃出血而休克的柯族牧民急驰而来。
情况紧急，送病人去州医院已来不及，吴天云请示手术抢救，但是李院长却告诉他医院没有手术刀。眼看着病人死去，亲属们呼天抢地地哭喊，吴天云忍不住眼眶一湿。
帕米尔医生剧照
王成林趁机鼓动说，在缺医少药的地方当医生，只能空有一番抱负。二人商议后四处发信，要求重新分配或调动工作。
吴天云欲给一位扁桃体炎患者做切除手术，李院长支持他并挪出钱买回器械。不料一个小手术他竟然做了几个小时，而十分痛苦的柯族病人却对他毫无怨言;牧区妇女难产，他因为不会骑马而与牧民合骑一匹马赶路，赶到时产妇已死，牧包前哭声一片。
李院长告诉他这里柯族产妇的死亡率很高，“只见娘生儿，不见儿叫娘”的事常有。这几起事件深深地触动了吴天云。此后，他开始学骑马，学柯语，钻研业务，并将自己的血输给一位子宫大出血的柯族妇女。
吉列根什公社发生了流行性麻疹，吴天云和木沙江骑马跑了3天路赶到，此时，扬州的电报也追了过来。一边是等待抢救的患儿们，一边是病故的母亲，何去何从，吴天云的心被撕成了两半……
