北京来的秘密警察尕玉以记者身份做掩护，来到传闻中神奇的可可西里。美丽寂寥的可可西里正安睡在宁静中，但突然出现的枪声打破了这片宁静。藏羚羊保护站上的巡山队员被盗猎者残杀。巡山队长日泰带领巡山队连夜紧急出发，誓要抓到盗猎者。但是盗猎者如同鬼影般忽然消失，留下的只是成百上千具剥去皮毛的藏羚羊尸骨。巡山队员在遍布危险的茫茫大戈壁上奋力追踪，终于，抓到一部分盗猎分子。经过殊死搏斗，盗猎分子束手就擒，藏羚羊的皮毛被找回，但狡猾的盗猎头子再次漏网。巡山队员冒着风雪继续追赶盗猎分子，但此时，环境越来越恶劣，车辆抛锚、汽油耗尽、食品短缺、大雪封山，巡山队员一个又一个的牺牲，日泰队长迫于无奈，将藏羚羊的皮毛卖出以换取必须的生存用品。终于，尕玉和日泰队长追上了凶残的盗猎者，日泰拒绝了盗猎头目的收买，倒在了盗猎分子的枪下，尕玉死里逃生，带回了已经冰冷了的日泰队长的遗体。