中央某机关干部白朗接受派遣，到楚川县芈月山村挂职就任第一书记。上任当天，村民刘秦岭的媳妇孙桂琴和众村民涌入就任会场，声讨金利拆迁公司在芈月山玫瑰谷倾倒建筑垃圾的恶行，并要求公开村里的优抚账目，呼吁释放被金利公司诬陷拘留的刘秦岭。村民刘会儿还历数村里没手机信号、后村没通电、饮水困难、民居破败等实际问题，甚至追问上级专项拨款的去向。

原芈月山村工作队队长老梁因心脏病复发突然去世。村民大闹村委会之际，梁大嫂来到村委会取回老梁遗物，并向白朗透露说有一本老梁的笔记本尚未找到。白朗安慰并送走梁大嫂后，遇到芈月山村妇女主任牛兰花和战斗英雄郭战斗。白朗从二人处得知，金利公司承包县里的工业园区改造拆迁，和村里签订了垃圾倾倒合同，并答应给村里补偿。但他们在玫瑰谷肆意倾倒有害垃圾，村民看家园遭到蹂躏而抗争，可无奈势单力薄，而某些县乡干部又总以以村民要服从大局为理由，反对村民的抵制，最终引发了刘秦岭等人围堵金利公司的极端事件。得知此事后的白朗心情沉重。这时，外出考察的工作队队员老赵回来了，白朗向他问起老梁的笔记本的情况，老赵表示不知其下落。

金利公司赵经理买通内部关系，准备让刘秦岭殴打保安的冤案坐实。巧玲因急于归还村霸姜文化私设“通讯处”而无理索要的通讯费，上山采玫瑰花蜜时不慎滑落摔伤。送巧玲就医后，白朗一边让老赵回村去开展饮水问题改造的前期工作，一边去找自己的老同学、县公安局副局长杨永和，重新调查刘秦岭案件。通过调查，白朗发现了刘秦岭案件的蹊跷之处。老赵回村后，和王石子、姜建国一起找到姜文化，要求其打开私自上锁的水井，开放给村民使用。姜文化以未收到政府许诺的水井开凿补偿款为由，坚决不开。背地里，姜建国却让姜文化悄悄寻找并偷走老梁遗留的笔记本。

公安局内，杨永和根据白朗的调查结果，使刘秦岭的案件得以真相大白。在杨永和家，白朗对芈月山村现状做出精准分析，激发了刘秦岭和在外打工村民万军等复转军人建设美好家园的坚韧斗志。思考再三，万军也决定跟着白朗回村。同时，白朗向县环保局实名举报金利公司违法倾倒垃圾。举报信到了李天洋处，他将举报文件私自没收。村口，孙桂琴要为刘秦岭讨回公道。为此事吵成一团的村民久久没有散去。

村民终于迎来了归来的白朗、刘秦岭一行。在违法事实终被揭露后，金利公司被责令整改。刘秦岭的无罪释放也让姜建国大感意外，他和赵经理约在县城见面，赵经理要求他尽快找到老梁的笔记本。占川集团老板、金利公司控制人金占川来到村小学，给支教老师麦西送来了许多学习用具，并给麦西留下钱款，作为给郭战斗和其他摘帽户的生活补贴，还就势约麦西看电影，麦西欣然接受。后村连续突发三起腹泻事件，白朗安排万军、刘秦岭配合村医生丽丹给村民们治病。夜里，老中医沈怀安给村民煎药，丽丹和几位妇女调配消毒药水。腹泻刚控制住，多人又发起高烧，丽丹初步判断是某种传染病引起。

疫情确诊为伤寒病，白朗组织村干部研究对策。面对隔离措施带来的村民饮水危机，杨永和紧急从县城运来了饮用水。饮水问题暂时解决，白朗意识到只有打开姜文化家水井的锁、接通水管，才能真正解决饮水难的问题。从马乡长处了解到政府已经支付补偿款的实情后，白朗警告姜文化如果他不交出钥匙，就要采取强制措施。姜文化继续胡搅蛮缠，但在及时赶来的镇派出所朱所长的出面警示教育下，姜文化不得不交出钥匙。饮水问题得以解决后，白朗交代给老赵、刘秦岭和万军下一个任务——走访出外打工人员家属，动员外出人员回村参加集体创业。

金占川向李天洋汇报在玫瑰谷建设旅游度假村的方案，得到了李天洋的大力支持。之后，金占川在饭馆巧遇白朗，提出要为芈月山村拉通讯专线，企图拉拢白朗被拒绝，白朗也对金占川产生怀疑。白朗来到县环保局了解了芈月山村地理环境和相关环保法规，还提到玫瑰谷小楼的情况，周局长的解答让白朗深呼一口气，感觉眼前的事物又清晰了许多。白朗又赶去乡教育办了解情况，得知麦西将自己支教结束时间延迟了两年，白朗深受感动。路上二人巧遇，麦西提出让白朗给学校再找一个老师，白朗主动提出自己可以胜任，于是开始在村小学教起了英语。

白朗主持召开党支部扩大会，带领大家认真进行理论学习。这时，白朗的“小跟班”小小送来了三套大功率的手机信号放大器，使村里终于有了手机信号，也使姜文化的“通讯处”蒙受损失。村委会门前，巧玲妈给巧玲爸万景祥打电话，但一直显示关机。她只好找到万军，万军从与万景祥同行的万臣处得知噩耗——万景祥在其工作的山西砖厂的事故中丧生，万臣等同行村民也被限制自由。白朗当即决定带刘秦岭赶赴砖厂。白朗一行遭到了砖厂老板的威胁，老板又推责说事故的起因是万景祥和同伙违反操作规程，所以厂方非但没有责任，还应由万景祥赔偿砖厂的损失。白朗要求到现场查看，并私下嘱咐刘秦岭想尽办法拍下照片作为证据。

和砖厂的谈判进行得异常艰难，白朗打算聘请律师准备打官司，但又遭到莫名婉拒。白朗亲自和砖厂据理力争，厂方被白朗的气势震慑，首先许诺给付死者家属死亡抚慰金，在白朗的坚持下，厂方把赔偿标准一再提高。白朗毫不退让，谈判最终破裂。白朗一纸诉状将厂方告上当地法院，众人随车离开了山西，等待法院择日开庭。路上，白朗告诉万臣等人，死亡赔偿金的事情村委会一定解决，又让王石子给巧玲妈送去现金。

一筹莫展之际，服务公司接到楚湖公路指挥部临时委托运输石料的业务机会，白朗连忙答应。同时，白朗遇到了学土木工程的郑川缨，她自称看中了玫瑰谷风光，还强烈要求来服务公司工作。白朗任命郑川缨为服务公司工程师，在玫瑰谷小楼安顿。刘秦岭和郑川樱来到楚湖工地和负责人庄总见面，正式接下运输石料的任务。白朗亲自带队出征，郑川缨也请缨随同。

姜文化在村内散布“白朗和情人游玩”的谣言，还拿出手机给大家展示照片，众人目瞪口呆。孙桂琴听信谣言，来到工地咒骂白朗，却发现在身边辛勤劳作的人正是白朗。孙桂琴为表悔意，带领全村妇女一起去工地做饭、洗衣……两周后，运输石料任务圆满完成，每个人拿到了全部工资，村集体更是收获了第一桶金。白朗再次把自己这次的劳务工资全数交给了王石子，让他代表村党支部交给巧玲妈妈。白朗带领村两委开会，决定成立芈月山工程公司。白朗本计划将村集体的第一笔收入全部投入到新公司里，在得知村里的实际困难后，白朗决定先从中出资给村里通电改水。

通电改水的决定激怒了姜文化，他阻止村民在自家的土地上开沟埋设水管。白朗得知后，决定管道改线。赵经理突然派人向芈月山村讨还垃圾倾倒协议中的赔偿款，姜文化继续缠着白朗耍赖，姜建国假意劝说白朗妥协，王石子沉默不语。乱局中，白朗冷静地提出多处疑点，赶走金利公司的讨债人。另一边，在工程公司继续承包的楚湖公路土方工程中，万军和刘秦岭遇到了采购机械设备的难题，他们咨询了几家厂家，均遭拒绝。

面对白朗，麦西历数金占川的种种善举，表示不理解白朗的做法。白朗向麦西陈述了国家重视生态环保的道理，麦西开始理解白朗的苦衷。王石子妻子病重，白朗连忙安排她住进了县医院。赵经理则找到王石子，以讨要垃圾填埋款相威胁，要王石子支持不再清理玫瑰谷的建筑垃圾。姜建国也再三要求他交出老梁的笔记本，王石子拒绝。姜文化找到哑女，哄骗说她妹妹上学有问题，让她去求白朗，却暗中带着村民去“抓流氓”。

白朗找到麦西，希望麦西能帮忙请金占川尽快落实之前答应借用的工程设备，但原本答应好的工程设备却已经“消失”。发觉受骗后，白朗当即出售了自己的汽车，买回一台二手挖掘机和设备，还给工程队订做了工作服。白朗得知市里正在杭州举行招商会后，认为这是一个推广芈月山村、为山村招商引资的好机会，便火速来到杭州，在战友的帮助下进入了招商会场，却意外发现小小已经在招商会上“大出风头”，经她推销的芈月山村产品已经风靡会场。

白朗将芈月山村计划与中建游合作一事向李天洋汇报，李天洋起先表示支持。但在签约仪式上，李天洋却久未到场，中建游高层愤愤离去。白朗去找李天洋问明缘由，李天洋却大发雷霆，认为中建游资质不够、劣迹斑斑。白朗极力挽回中建游但没有成功。失望的白朗对李天洋的出尔反尔心生疑惑，并在调查后得知金利公司并没有往外清运垃圾，而是向谷内转运。

李天洋接到一通神秘电话后又一反常态，告知白朗自己全力支持芈月山村与高天集团的合作，表示后悔现在才明白了党中央的指示精神。白朗为顾全大局，对高天集团提出的保密条款做出让步。签字仪式当天，白朗突然接到神秘微信，微信上的照片显示的是勘测公司非法对芈月山和玫瑰谷进行地质勘探可能会造成大面积污染的揭发材料。白朗果断提出必须加入由监委会监督高天集团开发全过程的条款才可继续合作，两方争执不下，最终不欢而散。

在刘秦岭等人的追问下，白朗将神秘微信及照片展示给大家，并坦言担心高天集团在玫瑰谷项目开发的过程中以商业秘密为借口来掩盖其不良动机。白朗和刘秦岭商定，找人研究玫瑰种植并实施玫瑰谷生态旅游项目。麦西和牛兰花被任命为玫瑰产业项目的负责人，开始募集玫瑰产业的启动资金。李天洋趁白朗招商失败之机，让金占川向白朗提出合作开发“玫瑰谷温泉特色小镇”项目。

由于此次特色小镇项目引发的事件，县委书记石坚严厉批评了李天洋，教育他不论何种原因，都不能与中央精神相悖，指示其该项目要遵守规定拿出可行性方案。李天洋欲将特色小镇项目绕开白朗交由姜建国负责未果。麦西为玫瑰产业的启动资金再次与金占川见面，金占川称金利公司赵经理愿意帮忙，但因看到白朗等人阻挡卡车的照片，为争取其他股东的谅解，只得在融资协议上提高了利息。

法庭上，白朗为万景祥仗义执言，打赢了官司，同时引起了旁听席上顾总的注意。同时，与金占川决裂的麦西陷入了玫瑰产业的贷款陷阱。金利公司带人来找麦西，威胁她还钱。麦西无法还钱，金利公司就威胁麦西父母。无奈之下麦西家里决定将房子出售来还钱。金占川、赵经理带人来玫瑰谷闹事，危急时刻，牛兰花提出把郭战斗的伤残抚恤金拿出给村里还债。孙桂琴也举手示意把刘秦岭的工钱贡献出来，在场的更多村民纷纷响应。关键时刻，白朗及时赶到，制止了赵经理一伙的恶行。

白朗在房产交易大厅拦下了正要卖房还债的麦西。同时，李天洋和金占川密谋用金钱拉拢白朗，甚至不惜采取暴力手段。李天洋向石坚提出追加七百万楚湖公路工程款以及人手不够的问题。此时，石坚接到表扬电话，芈月山村施工队的队员在昨天油罐车和客车相撞的事故中，奋不顾身地救出53位乘客，还协助消防队扑灭了大火。

因救人受到表彰，石书记决定将县级楚湖公路工程交给芈月山村施工队。同时，白朗和村民也开展了修缮村公路的表决。眼下，白朗亟需解决村公路的修缮资金问题，正逢姜建国提出金占川提出由占川集团为芈月山村出资修路，但条件是要共同开发早前提到的特色小镇项目，白朗依旧不同意开发此项目。金占川便指示姜建国离间芈月山村村民和白朗。

从山西赶来的顾总的汽车陷在芈月山村三岔口，刘秦岭和大伙把顾总的车推出。白朗亲自迎接顾总，顾总向白朗介绍了一种环保固化剂，并建议用此材料筑路施工。同时，刘秦岭带施工队到楚湖公路指挥部报到，受到庄总的“热情”接待。白朗把麦西等人介绍给顾总，并介绍了施工队承接的项目。顾总联系上广州一家生产此种固化剂的通途公司，白朗立即同郑川缨奔赴通途公司。通途公司的佟总接待了白朗和郑川缨，介绍了固化剂修路的知识。为了推进合作，白朗和郑川缨答应帮助佟总将技术资料翻译成英文，并请求麦西协助。

楚湖公路工地上，老秦正式把楚湖公路工程交给施工队，并移交了问题水泥，工程因此遭遇挫折。白朗和郑川缨连夜将所有的资料翻译完成，佟总大为赞赏，答应建立合作。回村后，白朗和郑川缨组织起新的施工队，利用固化剂技术修缮村公路。金占川得知此事后，向李天洋“告发”固化剂有毒。李天洋命令白朗停工，并向石书记举报“白朗使用有毒材料修路”。情急之下，白朗和万军在认真调研后，用鱼缸做实验证明固化剂无毒。

白朗把村里使用固化剂修路的经验告知了刘秦岭，刘秦岭也尝试采取使用固化剂修建楚湖公路。李天洋坚决反对，白朗据理力争。李天洋向白朗出示考察组提供的“固化剂调研检测报告”，表示其中有多项不达标。同时，刘秦岭带领施工队坚守工地。过程中，庄总和老秦用各种手段破坏施工进程，但都被一一破解。白朗向佟总述说困境，佟总将另一份调研及检测分析报告发给了白朗。白朗也找来固化剂修路的标本和监测数据，提交给石书记。石书记提议让白朗用固化剂技术先修30米后请验收部门监测指标，如果达标就继续。

检测部门宣布“30米路段各项指标合格”，经过奋力征战，施工队提前完了成修路任务，后又与路桥公司合作，共同承接邻县工程。白朗同时力邀顾总来山村考察，顾总被白朗的环保思想折服，同意联系佟总，联合成立“芈月山环保建材公司”。特色小镇项目开启预售后，遭到白朗极力反对。李天洋在芈月山村调研会上当众批评白朗不顾大局，阻碍了芈月山村和全县完成乡村振兴任务。白朗厉声表示自己负有保护国家重点水源地安全和生态保护的重大责任，坚持拒绝现有方案。

白朗突然收到回京述职的命令，白朗安排好工作回京后，原单位负责纪检的同志说他被举报与高天公司有利益纠葛。白朗愤怒之余认真书写了说明。调查之际，姜建国、姜文化等人已在村里到处散布“白朗被双规”的消息，特色小镇也强行开工。关键时刻，王石子老伴病情加重。之后，白朗的在京单位接到了一封血书，竟是芈月山村党支部和全体党员的证明信，有力佐证了白朗的清白。

巧玲从书包里发现了王石子偷偷塞给她的小包。在麦西的帮助下，她们把小包交给了白朗。白朗和老赵打开了小包里的笔记本，里面是老梁记录的李天洋、姜建国等人的桩桩违法事实。白朗通过导师的关系，给王石子老伴安排了专家诊治。王石子感动不已，又和盘托出了当年村委会和占川集团关于倾倒建筑垃圾的内幕。

白朗等人决定将玫瑰谷土样送到国家权威机构检测。李天洋催促姜建国找到老梁的笔记本，姜建国担心东西已经落入他人之手，主动找白朗谈话，还顺势恳求白朗不要和占川集团作对，白朗开始怀疑他与占川集团之间的关系。万军发现郑川缨与一个身穿占川集团工装的男人交谈。夜晚，万军发现此人再次出现，并催促郑川缨尽快找到本地样本，将她“受雇于高天公司，又来芈月山卧底”的事情说了出来。

姜文化被几人追逐，慌忙逃跑回村。带头的找到郑川缨逼问矿样的去处，紧急关头，万军成功解救郑川缨。万军取回姜文化手中的矿样交给白朗。占川集团正式在玫瑰谷开工后，万军因玫瑰谷植被开工设备破坏一事与姜建国争执，随后让全体村民决定。同时，白朗将省电视台记者孟是带到玫瑰谷。此时，村民已聚集在一起，将破坏植被的机器团团围住，工地顿时乱作一团。

孟是在镜头前解说玫瑰谷现状。李天洋得知情况后，通知立刻停止作业并不惜一切代价拿回记者的录像带。白朗等人和村民因为保卫了玫瑰谷而兴奋，随后白朗发现孟是联系不上，感觉不妙立马报警，并重回玫瑰谷寻找二人。孟是一行正被一伙大汉威胁交出摄像机，后被裹挟到占川集团施工指挥部。李天洋下达命令务必摆平两人。工地负责人试图用钱贿赂遭拒后，开始抢夺摄像机。白朗等人赶到，帮助孟是两人，屋内顿时乱作一团。白朗在打斗途中负伤。警方赶到并控制住现场，但金占川与工地负责人开车逃走。

特色小镇项目内幕被省电视台曝光，石书记大怒，责问李天洋缘由。李天洋假意认错，却试图诋毁白朗。白朗在医院与金占川交锋，白朗劝金占川改邪归正。同时，建材厂生产出了第一批环保砖，刘秦岭和顾总、佟总击掌相庆。石书记来医院探视白朗，白朗主动道歉，但仍坚持终止特色小镇项目并解释了理由，石书记不能完全相信白朗，劝白朗要相信自己的同志后离开。失望的白朗决定马上出院回村。回村路上，白朗在玫瑰谷中途下车。

郑川缨在她“高天公司工程师女儿”的真实身份被白朗得知后，离开了芈月山村。石书记赶来，向白朗出示了神秘照片，正是李天洋、金占川等人合谋利用特色小镇项目盗采稀土资源的证据，白朗也向石书记展示了高天集团的其他罪证，并介绍了郑川缨的来历和她敢于调查、揭发罪行的勇敢精神，同时还推荐了环保砖的优点。石书记赞赏了白朗等人的作为，并说准备把芈月山村党支部升格为党总支。党总支选举大会上，刘秦岭、万军、牛兰花、王石子、麦西等纷纷当选。

落选村主任的姜建国忿忿离开。同时，李天洋为防罪行败露，嘱咐金占川销毁罪证。金占川找到姜建国，“透露”给他老金沟矿山的秘密矿产资源，并表示李天洋会支持他当选村主任。芈月山村召开村民委员会换届选举大会，李天洋也前来参会。最终，王石子等人当选，姜建国、姜文化落选。李天洋上台与当选者握手后刚要讲话，市纪检委同志赶到，请李天洋“协助调查”。

小小陪白朗的导师刘教授及专家来到芈月山村考察，山体恢复、玫瑰种植、学院筹建等工作陆续铺开。老金沟钟，姜建国和姜文化合伙盗采的矿洞发生事故。芈月山村民集体出动，解救出大部分工人。金占川、姜建国、姜文化被警察依法逮捕。山村的新工程和集体婚礼陆续揭幕，村民欢天喜地。石书记在仪式上宣布了白朗即将离开的消息。芈月山村路口，白朗和大家依依惜别。与村民分别后，白朗终于抑制不住情绪，在车中痛哭。