1960年，年輕技術員常漢卿(佟大為 飾)剛留學回國，在火車上遇到剛從鐵道兵部隊轉業回來的女戰斗英雄金燦爛(蔣欣 飾)。兩人因為座位問題發生爭執最后拉扯起來，就在這時金燦爛聽到列車車廂外大喊抓特務，金燦爛毫不猶豫地沖出臥鋪間。

　　金燦爛最終憑出色的身手和過人的膽識幫助乘警們抓捕了特務。金燦爛突然想到特務裝著炸彈和發報機的箱子，她聯想到常漢卿隨身帶著的視若珍寶的箱子。金燦爛斷定常漢卿一定是特務的同伙，她叫上乘警一起去抓捕常漢卿。

　　金燦爛制服常漢卿后乘警查看了他的箱子，發現里面裝的是電力車的絕密資料和部件。常漢卿又出示了各種證明身份的證件，他不滿地斥責金燦爛并將她貶得一文不值。金燦爛理虧只得忍氣吞聲。

　　江南機車廠的主任馮仕高(趙達 飾)奉命來車站接金燦爛，他想起在英模報告會上親手給金燦爛獻過花，那時的他對英雄金燦爛充滿無限的崇敬和仰慕。不多時他便看到金燦爛和常漢卿分別走出車站，馮仕高忙迎上前。

　　馮仕高向金燦爛介紹了常漢卿的身份，他是江南機電廠的工程師博士，他箱子里帶回來的也是從國外進口的昂貴儀器。金燦爛聞言在些心虛，但仍然對常漢卿沒有好臉色。常漢卿見馮仕高來接金燦爛有些不解，馮仕高拿出調令告訴常漢卿金燦爛是剛調到他們廠的女戰斗英雄。

　　金燦爛和常漢卿不得不同時坐同一輛車回廠。兩人在車上針鋒相對不停爭吵，常漢卿毫不謙讓，而且時刻擺出一副資本家少爺的臭講究，金燦爛終于忍無可忍地下車步行，她寧愿淋雨也不愿跟常漢卿同車。

　　馮仕高陪著金燦爛淋雨步行，直到走了四十多公里才走到廠里。廠里保衛科的王胖子迎接了金燦爛，金燦爛顧不上休息堅持要去看看電力機車，她太想看看不燒煤的火車到底是什么樣。

　　金燦爛看到電力機車嘆為觀止，她問王胖子既然是大會戰為什么沒有宣傳氣氛。王胖子為難地說，以前有但常漢卿不喜歡所以取消了。金燦爛當即掏出快板跳上高處給工人們表演快板書。金燦爛的表演引得工人們陣陣喝彩，常漢卿卻站出來厲聲制止了金燦爛。

　　蘇聯專家瓦西里跟冬妮婭(白雪 飾)劇烈爭吵，瓦西里不允許冬妮婭幫機電廠，他悄聲說這是最新的指示，現在形勢發生了變化。瓦西里拿出一沓照片指責冬妮婭違反了蘇聯專家不能跟中國人談戀愛的規定，而且還是常漢卿這種資本家的后代。冬妮婭辯解說是自己單方面愛上常漢卿，這跟他無關。

　　瓦西里要求冬妮婭交出核心資料柜的鑰匙，他從冬妮婭手中接過拿走資料柜里的核心資料。冬妮婭擔憂地問瓦西里是不是發生了什么事，瓦西里一副無可奉告的表情。這時常漢卿過來找冬妮婭想討論一些技術問題，結果被瓦西里擋駕。

　　常漢卿悄悄翻墻潛到冬妮婭臥室外，他給冬妮婭帶了些菜和餅干。常漢卿想請教一些技術上的難題，冬妮婭卻回避著說要跟常漢卿喝酒。常漢卿沒酒量想推辭，冬妮婭卻說如果他喝完酒自己就告訴他難題的答案。常漢卿毫不猶豫地拿起酒瓶灌起酒來。常漢卿和冬妮婭此時全然沒有注意到房間爐子上的水壺里的水開了溢出來撲滅了爐火。