1960年代，一列滿載各界旅客的502次火車徐徐開往江城。列車乘務組由十三個年輕姑娘組成，共產黨員裴蘭英（盧桂蘭 飾）是列車長。天黑，驟起狂風，往火車站趕車的解放軍某部林營長（盛林中 飾），發現一棵被風刮倒的大樹橫臥在鐵軌上，他搬了幾回，大樹紋絲不動，卻被飛來的石塊擊中頭部，他昏迷過去。502次眼看開過來了，蘇醒過來的林營長頑強地站在路基上，用手電筒發出緊急泊車旌旗燈號。列車停穩，他被抬上列車，經醫生檢查發現，他傷勢嚴重，需盡快手術。裴蘭英緊急請示鐵路局，要求將502次列車改為“特快列車”， 搶救林營長的生命。路局打破常規，沿站姑且調度，502次列車飛奔江城......