第一机械厂发生火灾，财会室烧死了四个人，工人的工资也全烧。共损失金额一百九十多万。消防队长发现有回火来到现场勘察，从墙里挖出弹头。根据弹道学原理，发现这并不是简单的火灾而是持枪抢劫大案。地面证据，死者位置都被变动了，从墙上弹痕判断，杀人凶手是两人，先灭口、后用炸弹焚屋炸毁现场，案发现场遭到两次破坏。警察认为此案有许多疑点，对此案提出三个主要疑点，没有放入此案的案卷中，所以将不能作为合理翻案的最关键的证据重新调查还此案一个真相。
上世纪九十年代，青海高原上的玛治县高度依赖农牧业，一度深陷贫困，其周边的无人区博拉木拉富含矿产和野生动物资源，大量的盗猎盗采分子为牟取暴利滥采滥杀。玛治县副县长多杰（胡歌 饰）在县长林培生（李光洁 饰）的支持下成立了巡山队，起初是为脱贫在无人区探矿，眼见藏羚羊被屠杀的惨状后，多杰将一切都倾注在环保上。而巡山队里的青年女警白菊（杨紫 饰）成了多杰命定的变数，她是援藏医生张勤勤（梅婷 饰）收养的遗孤，是白家敢闯敢拼的小女儿。白菊在亲临无人区之后迅速成长，与巡山队队员们成了莫逆之交，与报社记者邵云飞（张哲华 饰）相爱，众志成城以建立自然保护区，却在功成前夕经历了领袖多杰的失踪和巡山队的解散。十多年过去，博拉木拉重获宁静，煤矿盗采问题却让开发和环保的天平再次失衡，白菊与昔日爱人、旧友和手足家人重聚首，在新时代的环保路上一并追查着多杰失踪的真相，最终还英雄以清名，继续守护着青藏高原的绿水蓝天。
该片回顾了300多年前，六世班禅喇嘛不远万里从西藏到北京朝觐乾隆皇帝这一历史事件，再现《钦定藏内善后章程二十九条》、“金瓶掣签”等重大规章制度形成的过程和意义，深刻反映出历史上中央政府对西藏的有效管辖和治理，以及中央政府在藏传佛教大活佛转世认定上的权威。
