1958年秋天的北京，正值北京广播专科学校新生入学的日子，来自大连的女学生文艺秋背着行李前来报道，新生万声主动和她打招呼，还要帮她拎行李，文艺秋婉言谢绝。升旗仪式的时候，突然狂风大作，红旗卡在桅杆上，上不来也下不去，老师和同学们都急得一筹莫展，文弱的万声却自告奋勇爬上桅杆，很快把滑轮修好了，同学们情不自禁为他欢呼叫好。就在这时，天空中电闪雷鸣，下起了瓢泼大雨，同学们一哄而散，文艺秋主动留下来帮万声收拾东西。
新生开始上课，文艺秋才知道万声不但是他的同班同学，还是她的同桌兼班长，班主任崔雨浓老师首先提醒万声以后不许冒险爬桅杆，然后向同学们详细介绍了苏联著名播音员维卡的事迹，他铿锵有力的声音鼓舞着战士们取得一次又一次的胜利，战斗力堪比整整一个师兵力，文艺秋的心里对维卡充满了无限崇敬，感动地热泪盈眶，久久难以释怀，课后，她向崔老师要维卡的播音录音资料，想好好向他学习，崔老师答应帮她找。
同学们开始了紧张的大学生活，万声凭借超强的记忆力和播音天赋很快就崭露头角，有同学不服气，就和他打赌比赛绕口令，文艺秋不慌不忙说了一大段绕口令，博得大家的热烈掌声，同学说得也很流利，两个人势均力敌，同学又故意说了一段‘四和十”绕口令，万声因为说不清楚四和十而惨败。文艺秋为了给万声报仇，她背诵了一大段俄语，让那个同学跟着学出来，他被难住了，文艺秋趁机提醒他不要拿自己的长处和别人的短处比较，同学被她说得哑口无言。上课的时候，万声写了一张小纸条感谢文艺秋，还想跟她学俄语，文艺秋威胁要向老师告状，万声只好写了“缴枪不杀”四个字求饶，文艺秋顺手把纸条夹到书里继续上课。万声是上海人，吃不惯学校的饭菜，每次都把菜在水里涮一下再吃。
文艺秋崇拜维卡，凭自己的感觉画了一张维卡的画像，万声也想让她给自己画一张，文艺秋婉言谢绝，万声谎称要探讨很重要的学习问题，把文艺秋骗出来，万声骑自行车带她去玩，还得意洋洋炫耀双手大撒把，两个人摔倒在地，车子摔散架了，两个人只能扛着车子回去，文艺秋拎着一个车轮，累得筋疲力尽，可万声却乐此不疲，文艺秋蹲在树下休息，万声求她给自己画像，还摆出很酷的姿势。一直到天黑，两个人才气喘吁吁回到学校，万声要回那张画像，才发现是自己扛着自行车狼狈的样子。
文艺秋回到宿舍，才知道崔老师来通知她有一盘维卡的广播带，文艺秋不顾疲惫去办公室找崔老师，可他已经下班了，万声来找文艺秋要画像上的签名，顺便把崔老师家的住址给了她，文艺秋连夜来找崔老师，才知道广播带被别的同学借走了，而且后面已经排了50多个人，文艺秋很失望。每天闷闷不乐，茶不思饭不想，万声对她好言相劝。正当文艺秋百无聊赖，垂头丧气的时候，没想到万声竟然拿到了录音带，还悄悄放到她的书包里，文艺秋欣喜若狂，立刻来到播音室，戴上耳机不厌其烦一遍一遍地倾听，仔细体会声音里的力量与神韵，维卡激昂顿挫的声音就像战火纷飞年代里的一针强心剂，给战士们无限的力量，文艺秋深深陶醉其中无法自拔，她边听边画出了一张张维卡的画像。
常富贵和外班同学孙树才比赛斗鸡，结果输得很惨，万声站出来替他赢了一局，却因为身体虚弱突然晕倒在地，同学们立刻把他送到医务室，崔老师急忙来看他，万声身谎称吃不惯学校的饭菜，才导致自己营养不良晕倒，其实他是用自己的粮票帮文艺秋换来录音带，可文艺秋却一无所知。她得知万声晕倒了，就送给他一包家乡的烤鱼片。
学校找来苏联战地纪录片给同学们观摩学习，文艺秋终于可以听到了自己日思夜想的维卡的声音，她激动万分，认真地看纪录片，维卡的声音冲破枪林弹雨回荡在战场上空，战士们越战越勇，取得了一次又一次的胜利，文艺秋看得热血沸腾。
1958年的冬天，北京下起了小雪，文艺秋，万声和班里的同学一起去中央人民广播电台实习，大家第一次近距离地接触电台播音，都激情澎湃，想成为其中一员。
文艺秋因为有急事想加塞打热水，排在她前面是一个苏联年轻人，很爽快地答应让她先来，文艺秋慌乱中忘了拿壶盖，那个年轻人就用纯正的中文叫住她，回去的路上，文艺秋突然觉得那个人的声音非常熟悉，清楚地记起应该是维卡，立刻飞奔回去寻找，可维卡早已经走了，文艺秋倍感失落。
维卡千里迢迢从苏联来到中国，一来是教同学们播音，也想顺便学习中文，文艺秋万万没想到维卡竟然成了她的同学，激动之情溢于言表，她对维卡的声音刻骨铭心，现在维卡就站在她的面前，文艺秋深陷遐想无法自拔，直到崔老师喊她，文艺秋才猛然清醒，因为她精通俄语，崔老师让她教维卡中文，文艺秋自然求之不得。
维卡为了表达谢意特意邀请文艺秋吃西餐，文艺秋就把自己画的一本的画像拿出来，维卡一张一张翻看，虽然表情各异，可没有一张是和他本人相像的，两个人不由地开怀大笑。西餐厅里有舞会，维卡自称曾是少年舞蹈大赛的冠军，主动教文艺秋跳舞，可文艺秋不会跳，维卡邀她入舞池，让她跟着自己的脚步就可以，维卡越跳越激动，突然摔倒在地，他的一个假肢飞了出去，文艺秋大吃一惊，眼睁睁看着维卡挣扎着起来捡起假肢，维卡在一次战斗中受伤失去了那条腿，可还是坚持用自己的声音鼓舞战友们冲锋向前。
维卡发现文艺秋不习惯吃西餐，答应下次请她吃水饺，文艺秋津津有味讲起家乡萝卜丝海蛎子的水饺，她心疼维卡走路不方便，想自己回学校，可维卡坚持要送她回去。就在这时，万声谎称路过来接文艺秋，让维卡先回去休息，维卡临走前用俄语告诉文艺秋，希望今晚的事情不要吓到她，万声很好奇，一路上都在打听维卡说的是什么，文艺秋还在想着维卡受伤的腿，警告不许万声再问下去，她想一个人静一静。
那天夜里，文艺秋，万声和维卡三个人都各怀心腹事，彻夜难眠。第二天一早，文艺秋就来找维卡，迫不及待询问那场让维卡失去腿的残酷战争，维卡却很乐观。万声想知道维卡和文艺秋都说些什么，就来找文艺秋学俄语，文艺秋让他先学会颤音再说，万声借口这里嘈杂学不会，把她叫到安静的地方学习，万声竟然是把文艺秋带到饭馆吃饭，文艺秋刚想离开，维卡正巧路过，文艺秋就约他一起吃饭，万声迫不得已只好请他们俩吃饭。文艺秋点了维卡最爱吃的水饺，维卡特意为她点萝卜丝海蛎子馅，可是饭馆没有，维卡对饺子情有独钟，文艺秋答应给他包，两个人你一言我一语，聊得热火朝天，维卡还热情地教万声颤音，万声被他们搞得很扫兴。
饭后，文艺秋看到路边水果摊掉了一个橘子，就捡起来交给摊主，万声因此断定她爱吃橘子，要回学校拿钱给她买，维卡也没带钱，但是他可以不花钱也能让文艺秋吃到橘子，就和万声各挑了一个，让摊主评判哪一个更甜，摊主很自然地让他们尝一尝，维卡顺理成章让文艺秋品尝，她吃完橘子就和维卡一起离开了，万声觉得维卡滑头，可文艺秋却觉得这也是一种浪漫。
维卡和文艺秋朝夕相处，两个人敞开心扉，渐生情愫，维卡用唇语向文艺秋表明心迹，文艺秋也用唇语回复他。就在这时，文艺秋的父母突然来学校看她，文艺秋从小是爷爷奶奶养大的，和父母感情很淡漠，没想到母亲对维卡的情况了如指掌，坚决不同意他们交往。文艺秋因此闷闷不乐，维卡对她好言相劝，其实他早就料到文艺秋的父母会不同意，维卡答应会好好说服他们，就拜托文艺秋邀请她父母一起吃饭。
文艺秋带父母去赴约，半路恰巧碰到万声，文艺秋母亲热情地约万声一起去吃饭，他借口有事推脱了，文艺秋大惑不解，没想到父母竟然和万声这么熟悉。文艺秋一家三口来到饭店，看到维卡在翩翩起舞，父母看不惯，对维卡态度很冷淡，还故意不点菜，只要了一杯水，父亲趁机灌维卡喝了很多水，借口喝水都喝饱了，而且不顾维卡的盛情邀请，决然离开了饭店。
文艺秋的父亲借口有事提前回大连，母亲随后也要走，文艺秋来车站送她，母亲反复劝她要慎重对待感情的事，可文艺秋就认准了维卡，母亲想给她留下一些粮票，文艺秋断然拒绝，还让带话给父亲，她的生活要自己做主，母亲执意要把粮票给文艺秋，两个人拉拉扯扯，粮票掉了一地，万声突然赶来捡起粮票，还给她父母买了北京特产果脯。文艺秋送走母亲，就迫不及待和万声算账，她早猜到是万声向父母告状，还把维卡的情况原原本本说出来，万声百口莫辩。
文艺秋和维卡商量决定尽快结婚，文艺秋首先向崔老师汇报，崔老师答应全力支持她。与此同时，维卡也向苏联方面提出申请，由于他们俩是涉外婚姻，中苏两国有关部门需要见面商谈，文艺秋和维卡也列席了这次见面会，维卡深情地表达了对文艺秋的爱慕之情，文艺秋也明确表示愿意把自己的一生都托付给维卡，两个人当众表明心意，赢得了双方与会人员热烈的掌声，维卡和文艺秋的婚事终于通过了，维卡激动之情溢于言表，他发誓要永远和文艺秋在一起，文艺秋也想做维卡的腿，陪他一生一世。
文艺秋想先把结婚证领了，这样她就可以定下心来，可是学生是不能结婚的，文艺秋只好来找崔老师帮忙，眼看还有两个月就要毕业，崔老师担心影响她的毕业分配，可是看到文艺秋迫不及待的样子，崔老师帮她把在大连做助教的经历算进去，他们就可以名正言顺地领证了，文艺秋立刻把这个好消息告诉维卡，还特意包了他最爱吃的水饺，两个人开开心心互相喂着吃，一起憧憬美好的新生活。之后的几天里，文艺秋一直惦记着结婚证的事，维卡像变戏法似的拿出来两张大红的结婚证，文艺秋激动万分。
万声得知文艺秋和维卡结婚的消息，就和同学一起去借酒浇愁，他很快就喝多了。维卡送文艺秋回学校，醉醺醺的万声强颜欢笑，祝贺他们俩幸福快乐，可是一转身就伤心地泪流满面，文艺秋望着万声失魂落魄的背影，心里很不是滋味。维卡想给文艺秋一个像样的婚礼，还得需要双方国家的同意，维卡和文艺秋都很着急。
1960年7月28日，中苏关系紧张，苏联从中国撤走了1000多名专家，维卡被限制出门活动，文艺秋毫不知情，她连续几天见不到维卡，心里焦急万分，万声帮她想办法做了一个风筝，上面写着文艺秋想给维卡说的话，万声得知维卡被遣送回国，已经出发去火车站了，就立刻陪文艺秋赶奔车站，文艺秋只能隔着车窗和自己的爱人维卡见面，维卡在手上写了一行字，让她等着自己回来，文艺秋隔着车窗把双手紧紧地和维卡的手贴在一起，两个人用唇语依依惜别，一直到火车启动，文艺秋才恋恋不舍地躲开，两个有情人就这样天各一方。从那天开始，文艺秋不吃不喝，每天郁郁寡欢，她用俄语给维卡写了三封信，倾诉相思之情，她只能到广播室反复听维卡的录音，万声看在眼里急在心里，想方设法安慰鼓励她，还惟妙惟肖地模仿维卡的声音哄她开心，文艺秋才稍稍释怀。
文艺秋写给维卡的三封信原封不动被退回，传达室杨大爷交给崔老师，崔老师偷偷藏起来，还千叮咛万嘱咐杨大爷一定要保密，紧接着崔老师悄悄提醒文艺秋不要再给维卡写信，文艺秋百思不得其解，她和维卡是合法夫妻，为何突然不能见面，而且维卡还离开了，崔老师提醒她暂时不要想这些，否则会影响毕业分配，可文艺秋还是觉得自己没错。
系主任得知文艺秋被退回了三封信，让崔老师拿出来审查，崔老师谎称找不到了应付过去。崔老师担心影响到文艺秋的毕业分配，就悄悄把这个消息告诉文艺秋，还把那三封信夹在红旗杂志里还给她，并拐弯抹角提醒她要改变策略应付审查，文艺秋立刻心领神会，偷偷把信藏起来。
崔老师把文艺秋改好的信件交给系主任，系主任觉得兹事体大，不敢自作主张，立刻通知了公安部门当面验证，文艺秋在信里大力宣扬马克思列宁主义，还紧跟形势地大力抨击修正主义，没有发现丝毫破绽，公安人员很快发现这些信被提前拆开过，而且文艺秋不但用中文写信，还涉及了很多专有用词，维卡不可能看懂，崔老师极力辩解，可是公安人员坚持要亲自向文艺秋当面核实。
文艺秋接受公安人员的询问，并如实回答他们的提问，他们问维卡对中国的什么东西感兴趣，文艺秋果断地回答是饺子，他们不依不饶继续盘问文艺秋，维卡对什么最执着，文艺秋不假思索地回答，维卡对她情有独钟，文艺秋还明确表示，维卡是最伟大的共产主义无产者，如果他们怀疑他，就是对英雄的侮辱。万声得知文艺秋在接受审查，他要闯进去声援，被公安人员拦在门外，万声只能在门外大声支持文艺秋。文艺秋继续陈述，她和维卡是领了结婚证的合法夫妻，可是维卡突然不见了，她写信的做法是理所应当的，公安人员质问文艺秋，信被事先拆开过，而且还调换了其中的内容，文艺秋矢口否认。
由于文艺秋守口如瓶，公安人员只好把信件经手人崔老师和传达室杨大爷一起带走询问。文艺秋本来想提醒万声不要再搀和自己的事，却听同学向万声汇报，崔老师和杨大爷被带走了，文艺秋不想连累他们，立刻找系主任交代，是她从崔老师那里偷回信件修改，然后又把信的原件交给系主任。
系主任立刻召集全班同学对文艺秋进行批评，她在信里表达了对维卡的思念之情，同学们纷纷谴责她这是资产阶级的小资情结，还有欺骗组织的行为，万声力排众议，当众支持文艺秋，还站出来替她辩解，希望得到同学们的理解与支持，却遭到大家的非议，万声和他们据理力争。
毕业分配之际，万声因为袒护文艺秋被连累，不能进入梦寐以求的中央人民广播电台工作，文艺秋不能留在北京，更不能回原籍，这让崔老师倍感自责，他不能保护自己的学生，只能出主意让文艺秋去边疆工作，文艺秋想去离维卡最近的黑河，很快得到批准，万声义无反顾和文艺秋一起去东北工作，崔老师劝他写检讨承认错误，就可以顺利回到上海工作，可万声就想一直追随着文艺秋，文艺秋深感内疚，明确表示自己已经结婚了，极力劝他回上海，万声被逼无奈，只好暂时答应。
文艺秋坐上了开往东北的火车，无意中发现万声也在车上，因为没有买上票，万声只能蹲在厕所抽烟，文艺秋感激涕零，火车很快就要到目的地了，文艺秋被窗外万里冰封的北国风光吸引，万声却累得靠在她身边呼呼大睡。文艺秋和万声顺利来到北方广播电台报到，万声刚想进门就和一个女同志撞个满怀，鼻子流血不止。文艺秋和万声都是广播学校的高材生，徐台长热烈欢迎他们的到来，希望他们能安下心来做好播音工作，文艺秋被台长的热情感动，两个人也很快融入新的工作和生活。
文艺秋一有空就来到树林里发呆，恍惚中觉得维卡就在她面前。与此同时，远在苏联的维卡也在思念着自己的爱人文艺秋，他负责的是专门针对中国听众的广播节目，还每天关注着中央人民广播电台的节目。文艺秋和万声合作播音，华敏和老高是一组，他们还负责电台最保密的监听室记录工作，华敏和万声不打不相识，而且发现万声不但业务过硬，人也温文尔雅，渐渐对万声产生好感，要请他吃饭赔罪，万声婉言谢绝，因为他心里只有文艺秋，对文艺秋嘘寒问暖，关怀备至，华敏全看在眼里。监听室是电台最重要也是最保密的地方，没有经过批准任何人不能进入，文艺秋无意中听到老高给华敏的监听记录里都是维卡的声音，她激动地心都要跳出来了。
老高发现文艺秋在监听室门口徘徊，就提醒她以后不许来这里，因为监听室是最保密的地方，华敏赶忙站出来帮文艺秋解围，还特意从家带来丰盛的饭菜请她吃，就是想向她打听万声的情况，可文艺秋只把万声当好同学，除了知道他助人为乐以外，其他都一无所知，文艺秋也试探着向华敏打听监听室的工作情况，还发现华敏时时刻刻把监听室的钥匙挂在胸前，华敏看出万声喜欢文艺秋，文艺秋矢口否认，还向她讲了很多万声的优点，让她大胆追求，文艺秋借口自己的房间很冷，华敏爽快地答应让她搬过来一起住，其实文艺秋就是想找机会拿到监听室的钥匙，可以近距离地接近维卡。
华敏悄悄送给万声一束野花，万声误以为是文艺秋送的，赶忙放在在家办公桌上，心里美滋滋的。远在苏联莫斯科的维卡时刻思念着自己的爱人文艺秋，经常把自己关在播音室收听中央人民广播电台的节目。与此同时，文艺秋在遥远的黑河，在自己主持的广播节目中，向维卡表达浓浓的思念之情。
华敏又送给万声一个坐垫，他却毫不知情，竟然转送给文艺秋，文艺秋提醒万声，鲜花和坐垫都是华敏送给他的，万声赶忙把花还了回去，文艺秋极力撮合他和华敏在一起，可万声心里只有文艺秋。他想约华敏吃饭，顺便和她说清楚，华敏精心打扮了一番，结果不小心摔了一跤，把脚扭伤了，万声等到饭店打样，华敏才姗姗来迟，万声只好陪她出去走走，华敏心疼他是上海人不抗冻，把自己的围巾给他带上，两个人拉拉扯扯中，华敏又摔一跤，万声感谢她的花和坐垫，可他不能接受华敏的感情，因为他的心里有喜欢的人了，华敏不依不饶地追问，万声左躲右闪不正面回答，华敏断定他喜欢的是文艺秋，而且也是因为文艺秋才来到黑河这个边疆小镇。
华敏回去找文艺秋理论，文艺秋明确表示自己当万声是好同学，而且她的心里早已被一个人填满了，还鼓励华敏要加油，迟早会打动万声的。维卡的同事加莉娜对他仰慕已久，还特意约他陪自己过生日，维卡盛情难却，准时来赴约，还给她准备了生日礼物，两个人开怀畅饮，翩翩起舞，加莉娜趁机向他表明心意，维卡想起远在中国的文艺秋，他婉言谢绝，悄悄离开了。
文艺秋又来树林里遥望苏联方向，万声收到一条红围巾，特意给文艺秋送来，文艺秋刚想拒绝，万声给她带上红围巾，为了能让维卡看得清楚一点。华敏看到文艺秋脖子上的红围巾，就好奇地打听，文艺秋谎称是自己买的，徐台长正好找华敏有事，文艺秋发现监听室的钥匙在桌子上，赶忙拿起来，华敏返回来找钥匙，发现在文艺秋的手上，华敏很紧张，千叮咛万嘱咐不许她把这事说出去。
文艺秋假装背稿子，故意在监听室门口溜达，她还向华敏打听出老高爱喝酒。万声突然接到家里的来信，他妈妈生病了，急需安宫牛黄丸，可是找遍上海也买不到，万声急得一筹莫展，文艺秋答应帮他写信到北京找找看。
华敏无意中得知万声妈妈需要安宫牛黄丸治病，她立刻请假谎称去哈尔滨治病，然后辗转来到上海，按照地址找到万声家，她连喊几声都无人应答，华敏小心翼翼进去，看到他妈妈卧病在床。正好万声爸爸买菜回来，华敏谎称来上海出差，带来了很多的家乡特产，还主动帮他们做饭。