1972年底，原本暂停了一年的全国征兵工作又继续开展起来了。北京青年徐小斌，家里三代单传，父母因援建坦赞铁路远赴非洲，自己跟奶奶过。他酷爱军事，一心想当战斗英雄，为了参军到部队，不惜给奶奶写了遗书，跟社会上的朋友决裂，为此甚至自己给自己脑袋瓜儿拍了一砖头。但是奶奶却坚决反对他去当兵。
徐小斌在医院体检时和奶奶争执的一幕被中国人民解放军第七九八团新兵连连长赵大江看到，赵大江对于这个天性豪迈、冲劲十足的小伙子心生好感，就到徐小斌家家访，经过一番交谈，赵大江说服徐奶奶让徐小斌去参军。
河南农村小伙儿肖书田的招工名额被县里干部子弟给顶了，说好的结婚对象张彩芹家也因此悔婚。这还不算，张彩芹还当众侮辱他，说他就知道死读书，四体不勤五谷不分，还说只要肖书田能挑一担粪绕着村子跑十圈，她就嫁给他。不幸的是肖书田真没跑下来十圈。羞愤难当的他先是到公社贴了一张大字报痛斥走后门的不正之风，然后跑到公社水库准备自杀。
这时书田爹赶来劝住了肖书田，说有一位解放军军官看到了大字报，觉得文章和字写的都很好，一听说写者是个二十岁的年轻人，高低要招到部队好好培养。肖书田被这个天上掉下来的的大馅饼砸晕了。张彩芹听说肖书田要当兵了，就逼着父母到肖书田家重提婚事。
大熔炉第2集剧情介绍肖书田毫不犹豫地拒绝了张彩芹父母，但是肖母觉得儿子年龄不小了，要是当三年兵退伍回家再找对象就晚了，于是私下里同意了两人的婚事。七九八团的郎副团长听说四川老家有个青年李沉着干得一手的好农活，种的地亩产过千斤，就拉着赵大江去考察，但想不到的是，这个长相奇特，脾气执拗的李沉着，就想在家种地，压根就不想去参军。
为了能招募这个人才，赵大江找到李沉着心仪的姑娘程华，请她帮忙劝说李沉着。程华告诉李沉着，现在女孩都喜欢军人，李沉着要是参军，他们俩也许会有希望，还送给了他一本毛选，李沉着这才答应入伍。徐小斌并不知道自己要去什么部队，坐上闷罐车往部队开赴的时候，还坚定地以为是要去中苏边境，声称战友亲如兄弟，他一定会保护大伙。
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一路上他还幻想和苏修开战后自己要怎样怎样。这却让生性胆小的肖书田害怕起来，慌乱的肖书田在方便的时候尿了赵大江一裤子。新兵们到了部队，才发现他们加入的是一支特殊的队伍。当年为了落实毛主席“人民解放军是战斗队、工作队、生产队”的最高指示，这支部队开进了河北沿海一大片荒芜的盐碱地，要将这里开垦成万顷农场，成了一支生产部队。
徐小斌找到赵大江，说赵大江骗自己，他不想在生产部队待，要求调去战斗部队。正在赵大江办公室聊天的排长娄大眼听到徐小斌的话，狠狠训斥了徐小斌一顿。
大熔炉第3集剧情介绍卯足了劲要当战斗英雄的徐小斌，甚至都做好了受伤和牺牲的准备，却变成了跟土坷垃打交道，他想不通，看什么都不顺眼，先去找赵大江闹，第二天就开始压床板(泡病号)、跟战友找碴儿。肖书田见不用打仗了倒是悄悄松了口气，但他现在担心的是在闷罐运兵车里尿了连长赵大江的裤子，会不会影响他在部队的前途。
而且新兵政治学习时，他站起来纠正班长念错别字，说毛主席的战士是朵朵葵花向太阳，不是朵朵菜花像太阳。被娄排长一通臭损。肖书田陷入了不安和惶恐之中。李沉着本来是满心欢喜的，种地是他的特长。谁知政治学习时他在程华送他的那本毛选里发现了一封信，信中程华说自己一直把李沉着当成弟弟，她鼓励他参军，是希望他能有更好的前途，自己马上就要嫁人了，让李沉着在部队好好干。
李沉着决定回老家阻止程华的婚事。徐小斌发现后也决定和他一起走，离开这个部队，到野战部队去。两人在谋划逃跑行动时被肖书田发现。肖书田本来想向娄排长举报他们，但是还没来得及说，就因为他背手等行为被娄排长一顿训斥，肖书田觉得自己前途无望了。晚上徐小斌和李沉着逃跑的时候，肖书田跟了上去，徐小斌让肖书田跟他一起到野战部队去。
肖书田考虑了自己目前的处境，鬼使神差地就答应了。三人逃出了部队，徐小斌决定从水路走，但李沉着坚决要坐火车走，肖书田却突然后悔了，他决定要回到部队去。徐小斌划船划了没多远，就掉进了海里，好在被当地的渔民老桑救起。
