新疆烏恰縣醫院院長吳登雲帶著妻子女兒從揚州來到新疆支援邊疆，在烏恰紮下了根。吳院長一心撲在工作上，忽略了妻兒，妻子阿芬強忍著孤寂和思鄉之情。

他無償獻血三十多次，共七千毫升，相當於一個成年人全身的血液；為救治大面積燒傷的兒童，他毅然決然在自己腿上割下十三塊皮膚並親自移植到受傷的孩子身上；每到病人住院治療缺錢時，他總是慷慨解囊。他被當地各族民眾譽為“白衣聖人”。三十七年中，他不僅要面臨生活、工作環境的艱苦，同時還要經受妻離父死女夭，獻了青春獻子孫的內心世界的磨礪。

大年除夕，阿芬想給女兒燕子買一件新衣服，卻發現錢不見了，後來才得知是丈夫拿去幫助了無錢買藥的病人。這對吳院長來說是常事，他經常這樣做。他曾經在沒有麻藥的情況下，割下自己的皮植給一個生命垂危的燒傷兒童。他還經常把自己的鮮血輸給病人。

女兒燕子也是醫生，她想離開烏恰去與男朋友團聚。可烏恰特別需要她這樣的醫務骨幹，一面是女兒的幸福，一面是缺醫少藥的窮苦牧民，吳登雲狠心要女兒留下來。

離開家鄉二十多年，吳登雲一次也沒有回過家鄉，父親病重，他才第一次回揚州看望病重的父親。父親懇求他留下，他還是堅決地走了。

吳登雲五天五夜不合眼地搶救受傷的礦工艾力江，病好後艾力江帶著未婚妻前來看望吳登雲，深情地呼喚他“爸爸”。