新疆建设兵团的上海知青陆远山为了能出国，抛下同是上海知青的未婚妻田美娜，而这时的田美娜已经怀着身孕。牧民沙驼救回寻死的田美娜，并愿与之完婚承担责任。田美娜产下一对儿双胞胎，分别起名为小驼、小娜，却因失血过多而死，临终前托嘱沙驼照料子女成人，并不让子女与陆远山相认。而在田美娜的葬礼上，上海知青王强、许琴夫妇因不能怀孕，在他们回到上海之前偷走了田美娜产下的男婴，更名王子诚；而女婴则由沙陀养育成人，起名为沙小娜。
21年后，沙陀成为一个成功的农牧企业家，为了能完成亡妻的遗愿，沙驼带上沙小娜回上海认亲寻兄，不想却与亲生父亲陆远山再次相遇，一边是手足之情的亲生父亲，一边是恩重如山的养父，一对双胞胎兄妹倍受情感的苦恼，并在上海这个大都市找寻各自的感情和事业。
