《大牧歌》讲述了一群年轻人在新疆的生活与爱情故事。上海姑娘许静芝为追求林凡清来到新疆,却在他与妻子红柳的婚礼上相遇。她选择不再婚嫁,收养了草原孩子许牧,不想却发现他是林凡清和红柳丢失的儿子石头。农村姑娘杨月亮为与齐怀正完婚而来兵团,但齐怀正在战斗中失去性功能,导致她在丈夫齐怀正和心上人郑君之间备受情感煎熬。林凡清、齐怀正、郑君三人共同致力于种羊试验站的事业,在社会动荡和改革开放的背景下,试验站多次面临解散危机。为保护良种羊的纯正,红柳献出生命。面对许静芝真挚的情感,林凡清因害怕玷污她的纯洁而不敢接受。最终,在下一代收获自己的事业和爱情后,许静芝与林凡清终成眷属。