1964年10月，新疆罗布泊上空，一朵巨大的蘑菇云腾空而起，周围的戈壁滩在爆炸的冲击下，沙石四溅，狂风呼啸。这是新中国第一颗原子弹成功爆炸后的壮观场景，在爆炸半个小时后，一架飞机腾空而起，穿过了蘑菇云残云，搜集到了珍贵的试验数据。
在这架飞机上，只有唯一一名女性飞行员，她的名字叫张连芳。在执行这个特殊任务前，摄影师曾执意拉着她拍照，令其十分不解。当得知这张照片将作为她的遗照时，张连芳愣了一下，随即恢复了平静，笑着对摄影师说：“拍吧，记得把我拍得漂亮点！”
张连芳是一个非常典型的东北姑娘，她出生的第二年，抗日战争全面爆发，因此她的整个童年都是在战乱之中度过的。1956年，刚刚高中毕业的张连芳，原本是被学校选中要送往苏联留学的，结果当她听说空军在招收女飞行员，她毅然选择了投笔从戎。
进入航校之后，张连芳开始学习领航专业，以全优的成绩毕业后，被分配到郑州运输机部队工作，成为我国第二批女领航员。并且由于各方面表现突出，张连芳进入部队第二年，就荣立了三等功。
1964年初，张连芳所在机组接到一项秘密任务，等他们到了新疆马兰机场后，才知道我国正在研制原子弹，而且即将成功，他们机组的任务，就是为原子弹爆炸提供相关的空中服务。
尽管来之前他们已经有了吃苦的思想准备，可真到了距离爆炸区最近的机场，他们才发现这里的条件远比想象的还要艰苦。由于当地水土碱大，他们吃的喝的都是咸的，洗完脸更是火辣辣地疼。后来指挥部专门送来一批西瓜，张连芳干脆就拿着西瓜皮洗脸。
由于没有正经的房子，大家所有人都住在帐篷里，为了安全起见，张连芳这个唯一的女同志，和男同志们同住一个帐篷，中间挂一床棉被就算是遮挡。
除了生活上的苦，对张连芳来说大西北的环境才是最大的挑战。这座机场没有完整的设施，飞机升空之后，张连芳只能靠着一部无线电罗盘和一个磁罗盘，指挥飞机在茫茫的戈壁滩上飞行。
但凭借着过人的技术，张连芳在抵达大西北的十个月里，没有出过一点差错，每一次都能引导飞机顺利完成任务。
原子弹爆炸当天，张连芳所在机组奉命去执行搜集核辐射样本的任务。任务完成之后，防化兵战士立刻对飞机和机组进行检测，结果张连芳受到的沾染最为严重。随后防化兵为飞机和机组进行消辐射清洗，由于张连芳是唯一的女性，只能自己一个人单独清洗，最终由于没有清洗头发留下了隐患。
没过几天时间，张连芳就出现了脱发的现象。回到部队之后，张连芳结婚、怀孕，结果一连两次都流产。部队领导得知此事后，专门安排她到医院接受消除核辐射的治疗。
1968年，张连芳第三次怀孕，部队领导专门安排女飞行员们轮流照顾她。张连芳生下了一个健康的女儿后，一举打破了辐射病是不治之症的传言，创造了我国医学史上的奇迹。
1990年，张连芳的军旅生涯彻底结束。受到核辐射重度沾染的张连芳不但身体健康，而且拥有一个美满的家庭。当有人问她如何练就了这样一副好身体时，张连芳笑着说：“按时吃药，坚持慢跑，多些宽容，少些烦恼。”
