1958年春，永城县第一高中，以刘世军为首的学生“保尔小组”怀疑教师饶得文是敌特分子，深夜潜入他家去搜罗证据，一无所获。伍思民因不满饶得文在学校里散布中伤女同学杨小翼的传闻，用老鼠夹子弄伤了饶的脚。饶却因祸得福，认识了主治医生杨沪，并对她一见钟情。因伍思民擅作主张，伤害饶得文，“保尔小组”要开除他。伍思民为了不连累组员前去学校自首，没想到刘世军已早他一步，把责任揽在自己身上。学校对伍思民记大过处分。漂亮的杨小翼是学校里瞩目的亮点，她一直想知道生身父亲是谁。她把自己的渴望告诉刘和伍，两人都相信她总有一天会找到父亲。杨沪带着小翼去给饶得文道歉，饶才得知心中的女神竟然是杨小翼的妈妈。饶开始处心积虑追求杨沪，约她去看电影《上甘岭》，杨沪却在映前的新闻纪录片中看到了自己失散多年的丈夫，激动不已，回家拿出18岁那年穿的旗袍，小翼震惊不已。杨沪告知小翼找到了她的父亲，他是一位志愿军指挥官，已经从前线回国了，杨沪当晚决定去北京寻找丈夫。小翼将消息告知最好的朋友米艳艳，未料却传得全校皆知。刘世军的妹妹刘世晨是团支书，警告杨小翼别拿着没影的事瞎吹。杨沪从北京寻夫回来后，情绪低落，一言不发，杨小翼看在眼里，不敢多问。

杨小翼推荐米艳艳加入“保尔小组”，刘世晨挑剔她妈妈王香兰是个戏子，但刘世军同意她加入。杨沪连续值夜班，想用忙碌的工作来麻痹自己，在医院晕倒了好几次。医院党委书记景兰找杨沪谈话，试图了解她情绪变化的原因。学校里关于小翼身世的流言四起，小翼很难过。她递交了入团申请书，刘世晨当面批评她爱慕虚荣，爱说大话，跟同学炫耀她父亲是志愿军军官，现在却不能圆谎，反对她入团。伍思民看到刘世晨对小翼的种种羞辱，怀恨在心。他串通米艳艳，设计戏弄了刘世晨。恼羞成怒的刘世晨扬言决不会让小翼入团。受尽奚落的小翼觉得没有颜面再留在学校。杨沪在手术中出了事故，无法再上手术台。正当杨沪心力交瘁之时，上海传来了她父亲过世的噩耗。她失魂落魄回到家，又遭到小翼劈头盖脸的一顿责问，将学校里同学们的嘲弄以及她无法入团的原因都怪在了母亲的身上。杨沪决定让小翼转学去上海，却接到一通来自北京的电话……她心灰意冷，跳河自尽。饶得文经常跟踪杨沪，正好救了她的命。志愿军英雄前来永城，要有一批女生上台为英雄献花。刘世晨故意不选择小翼，小翼倍感失落。献花当日，恰好一个女生摔伤了脚，小翼代她上台，为英雄团长刘云石献花，意外的是，刘云石叫出了小翼的名字。

刘云石直接去看望杨沪，嘘寒问暖，得知她被医院贬为清洁工，气得带她去找党委书记景兰，质问还未查清事故，就胡乱处置人。刘云石去杨小翼的家里看望，带给母女俩从未有过的温暖。他的车停在小翼家门口，引起了街坊轰动。刘云石回到家里，原来，他是刘世军和刘世晨的爸爸、景兰的丈夫。刘云石的司机伍师傅则是伍思民的爸爸。伍思民想探听刘团长去看望杨小翼的原因，伍师傅只字不提。直觉告诉小翼，刘云石和自己的家关系不一般，她希望天天能看到刘叔叔来家里做客，开心得睡觉都笑出声来。饶得文给杨沪买了菜送来，杨小翼不理不睬。刘云石也恰好来探望杨沪，小翼对他热情不已，饶心中失落。小翼看到，妈妈在刘云石面前感慨不已，开怀畅饮，甚至激动落泪。刘云石说他回到永城就是来照顾她们母子的，小翼猜想，刘云石就是自己的生身父亲，不知为何不能相认。小翼记得妈妈在志愿军归国的新闻纪录片中看到过父亲，费尽周折地去找这部电影，终于找到了刘云石的画面。小翼百感交集，对月亮许愿：希望我们一家三口早日团圆，那我就可以对所有人说，我是有爸爸的了!

刘云石从部队调到地方，担任了永城县的县委书记。“保尔小组”在刘世军家里活动，刘云石回家看到小翼，留她在家里吃饭，刘世晨非常不高兴。刘云石谈起和杨沪认识的渊源，说她虽然出身资产阶级家庭，但很早就开始为党工作，并积极追求进步，众人一片愕然。小翼发现刘叔叔把担任县委书记的事首先告诉妈妈，更坚信他就是自己的爸爸。小翼去县委大院找刘云石，默默地看着他忙碌工作，心里觉得很满足。杨沪反对女儿再去打扰刘叔叔。小翼忍不住对父爱的渴望，不知不觉再次走进县委大院，门卫认识她，带她进了刘云石的办公室等候。小翼抚摸刘云石的衣服，触碰到他的派克钢笔，她握着笔模仿刘云石的动作写字，恰巧有人进来，慌忙藏在身上。这支钢笔是刘云石的老首长送给他的，他视为珍宝，发现钢笔丢了，心急如焚。刘世晨去县委大院找爸爸，自称是刘书记的女儿，却被门卫拦在门外，杨小翼却走了出来，门卫还以为刘书记有两个女儿。刘云石跟景兰说以后必须善待杨小翼，要当她是自己女儿那样疼。景兰语重心长地劝刘云石要注意影响，不要招来话柄，他毫不在乎。杨小翼在教室里用派克笔写入团申请书，被刘世晨怀疑。她又去了县委大院，被刘世晨一顿奚落。刘世晨在门卫处得知杨小翼单独进过爸爸的办公室，猜测她可能是派克笔遗失的罪魁祸首，在班级里当众检查了小翼的书包，翻出了派克钢笔，骂她是小偷，还把她送进派出所。杨沪狠狠地给了小翼一个耳光。

杨沪拉小翼为钢笔的事去给刘云石道歉，刘云石则问小翼，为什么不告诉大家，这钢笔是他送给她的?刘世晨想要这支钢笔已久，父亲不送给她，却轻易给了一个外人，愤恨不已。刘云石批评刘世晨仗着自己是团支书，仗势欺人。翌日，他亲自将钢笔带进班级，交到杨小翼的手中,上面还刻了“小翼珍存”四个字。刘世军百思不得其解，去问小翼真正的原因，小翼说不出口，他对她表示了深深的失望。小翼要求刘世军带她去见刘云石，坦白了一切，的确是她拿走了派克钢笔，但她从没想要占为己有，而是用它写了入团申请书，还拿着它拍了照片。她几次想还给刘叔叔，一直没有机会。小翼说，她多么希望有他这样的父亲，现在没人，能叫他一声爸爸吗?刘云石心头一热，拂去小翼的泪水，情不自禁地搂她入怀。刘世军为了给小翼道歉，请她吃冰棍，小翼嘻笑开怀。之后，小翼和刘世军越走越近。刘世军接到学校的任务，要写一部歌颂将军尹泽桂的剧本，他邀请杨小翼一起编写，杨沪在一旁听得百感交集。米艳艳跟妈妈透露，杨小翼和刘世军其实是亲兄妹，没料到王香兰却告诉了饶得文。饶心中苦闷，酒后失言，把事情捅了出去。刘世晨气得毁坏了父亲送小翼的派克钢笔。