火车穿行在广袤的内蒙古大草原，车厢里的欢声笑语响彻云天，那是一群从内蒙古到上海的寻亲团，鲁小忠就是这些人中的一员，他站在车厢遥望远方，思绪一下子回到了当年。故事要从上世纪60年代初说起，周恩来总理和内蒙古自治区主席乌兰夫商定，把上海数千名孤儿送到内蒙古牧民家里抚养，习仲勋负责督办此事，保育院院长温都苏带着保育员们去接那些孤儿，
鲁小忠的母亲早逝，父亲带着鲁小忠和妹妹鲁小鱼在街上玩，无意中在工厂后门看到一个在垃圾桶里翻找食物的男孩毕若水，得知他是从儿童福利院偷跑出来的，鲁小忠就把毕若水带回家，还给他准备了酱油泡饭。鲁父的同事黄师傅来家里看鲁小忠兄妹俩，先把毕若水送到儿童福利院，然后安顿鲁小忠兄妹俩睡下，鲁小忠依稀听到黄师傅和爱人商量要把他们兄妹俩送到儿童福利院的事，那年大春荒，黄师傅有三个孩子，他根本没有能力一下子抚养这么多孩子，鲁小忠因为年龄小，都没有意识到父亲已经去世。
第二天一早，黄师傅把鲁小忠兄妹俩送到儿童福利院，鲁小忠以为是去天文馆找父亲，黄师傅闭口不谈，福利院的工作人员来接鲁小忠兄妹，黄师傅眼睁睁看着大门闭上，他的心里很不是滋味。鲁小忠反应过来的时候，拼命砸门想回家，黄师傅只好承认他们的父亲工伤死了，黄妻听到鲁小忠撕心裂肺的哭喊声心如刀绞，想把他们俩带回家抚养，可他们家日子也过得捉襟见肘，工作人员打开门，黄师傅和鲁小忠兄妹抱头痛哭，鲁小忠伤心欲绝，不相信爸爸已经去世，想去天文馆找爸爸，黄师傅拼命拦住他。
厂工会出面给鲁小忠兄妹俩办好手续，因为当年春荒严重，伤害都快断粮了，福利院的孩子们生活无法保障，温都苏和保育员们奉命从内蒙古来到上海儿童福利院，要把这里一千多个孩子接到内蒙古，温都苏向院长保证，会让孩子们吃饱穿暖，衣食无忧。毕若水看到鲁小忠和鲁小鱼也来了，他很开心，可福利院孩子们年龄最大的黄小仙却很不满，觉得鲁小忠兄妹来抢饭吃，还对他们横眉冷对，鲁小忠不甘示弱，哄着妹妹鲁小鱼好好吃饭，鲁小鱼不吃不喝，也不说话，鲁小忠心急如焚，拼命催妹妹张口说话，可她始终一言不发。
医生对鲁小鱼做了全面检查，觉得她是因为一下子接受不了父亲去世的消息，导致的暂时性失语，院长想让鲁小鱼留下拉丝接受治疗，可保育员乌兰其其格却把鲁小鱼带回内蒙古，承诺会好好疼她，给她家庭的温暖，温都苏和院长答应让把鲁小忠兄妹俩加到名单中，无论鲁小忠怎么哄，鲁小鱼就是一句话不说，鲁小忠决定带着妹妹回家，毕若水劝他留下来，黄小仙巴不得他们俩早点离开。
当天夜里，孩子们因为想家哭声一片，鲁小鱼的眼泪不由自主流下来，鲁小忠让妹妹哭出声来，答应带她回家找爸爸，乌兰其其格赶忙过来劝慰鲁小鱼，还给她讲故事哄她，鲁小鱼只是流泪不开口，乌兰其其格就唱起了内蒙古的民歌哄她，其他保育员也一起哼唱，孩子们在她们温婉的歌声中渐渐进入梦乡，鲁小鱼也安然睡着了。
鲁小忠带着鲁小鱼排队量身高，乌木琪琪格对他们兄妹嘘寒问暖，可鲁小忠做好了逃出福利院的准备，还让毕若水装肚子疼掩护，鲁小忠和妹妹通过下水道跑出去，并且搭乘了回家的公交车，可鲁小忠不记得家里的路，只记得家附近有烟囱，司机答应让他们坐到终点。
毕若水在医务室接受检查，黄小仙才揭穿了鲁小忠和毕若水的阴谋，院长立刻派人沿路去找，又担心他们兄妹俩迷路，温都苏想换两个孩子补充进来，院长答应从其他福利院再找两个，乌兰其其格不甘心，她放心不下鲁小忠和鲁小鱼，主动提出要把他们找回来，拜托温都苏不要把兄妹俩的名字抹掉。
鲁小鱼看到家门口的烟囱，赶忙提醒鲁小忠，兄妹俩中途下车回到了自己的家，发现家门口贴了封条，邻居黄师傅出门上班，还反复叮嘱妻子，一旦发现鲁小忠和鲁小鱼回家，就赶快向厂派出所汇报，以免大家着急。鲁小忠担心被抓回去，立刻带着妹妹从窗户里跳进去。
乌兰其其格带人随后赶来，想在黄师傅家等鲁小忠兄妹，鲁小鱼吓得惊慌失措，不小心弄出动静，乌木琪琪格侧耳细听，没有发现任何异常，鲁小忠兄妹俩躲在门后迷迷糊糊睡着了，乌木琪琪格和厂里的保安等了很久，始终没有等来鲁小忠，他们只好先离开。
