1964年，28岁女飞行员，被派往西北执行绝密任务，谁料，执行任务前，她曾拍下“遗照”。
1964年，西北戈壁，一位年轻的女性飞行员正准备投身于一项前所未有的飞行任务，她不知道，这次任务的危险程度远超她以往的任何一次飞行，她更不知道，这次任务将使她的名字，与新中国历史上一个重要的时刻，永远联系在一起。
这个女飞行员，就是张连芳，她后来被战友们亲切地称为“傻连芳”，这个“傻”，并非愚笨，而是源于她那份近乎执拗的勇敢和对国家的赤诚，张连芳在东北的童年过得挺快乐，学习上也挺出色的，成绩经常排在班级前列。
1956年，高中毕业后，她成功入选了去苏联留学的预备名单，未来的道路看起来一片光明，然而，同年空军招收第二批女飞行员的消息，点燃了她心中一直埋藏的报国梦想，她果断地放弃了去苏联深造的机会，选择了那条充满困难和不确定的前路。
1958年，张连芳以优异的成绩毕业，被分配到空军运输机部队，运输机的任务繁重，空中作战、救火、搜寻，各种任务都需要运输机的支持，飞行范围遍及全国各地，这种高强度的工作，就算男飞行员都觉得挺累。
1964年初，张连芳接到上级通知，要求她前往团委办公室报到，不同寻常的通知方式让她感到一丝不安，难道是自己犯了什么错误，她紧张地走进办公室，郭政委严肃的表情让她更加紧张。
随即，她被告知要执行一项绝密任务，并且不能再与家人联系，签了保密协议后，她被带去和男友张文波碰面，张文波也是一名飞行员，在短暂的相聚中，他没有透露任何关于任务的信息，只是叮嘱她注意安全。
作为军人，他们都明白，有些事情比儿女私情更加重要，出发前，摄影师突然要求张连芳拍照，她根本没想到，这张照片后来会变成她的“遗照”。
张连芳到新疆马兰机场才知道，她的任务是去采集我国第一颗原子弹爆炸后蘑菇云中的样本，这项任务风险极高，高温和辐射随时可能让她有生命危险，从她放弃留苏，选择成为一名飞行员的那一刻起，她就做好了为国家奉献一切的准备，哪怕是付出生命的代价。
大西北的自然环境远比她想象中更加恶劣，戈壁滩上草木稀少，水味苦涩，洗脸时感觉像被蜜蜂蛰了那么疼，为了解决洗脸的问题，她甚至用收集来的西瓜皮代替，大风也是家常便饭，风力最大时能达到十三级，为了安全起见，大家只能挤在一个帐篷里，用一床棉被将男女分开。
作为机组里唯一的女性，上厕所也成了一个难题，用破席子和雨布搭建的简易厕所，经常被大风刮跑，除了恶劣的自然环境，大西北的飞行环境也充满了挑战。
马兰机场导航设施不完善，在茫茫戈壁上空飞行，然后找不到地标参照物，风势猛烈，空中环境变得特别复杂，在长达十个月的准备期间，张连芳凭借高超的飞行技术和对航线的精准把握，竟然没有出现过一次失误。
1964年10月16日，中国第一颗原子弹爆炸成功，巨大的火球升腾而起，形成壮观的蘑菇云，张连芳心里明白，她得完成这个最重要的任务了，她要驾驶飞机穿过这朵美丽的，却充满致命辐射的“蘑菇云”，采集爆炸产生的微粒样本，为分析爆炸效果提供第一手资料。
接到指令后，张连芳驾驶飞机迅速升空，天空能见度非常差，飞机在强风中剧烈摇晃，感觉好像马上就要散架了，但她毫不畏惧，紧紧握住驾驶杆，向着蘑菇云飞去。
她知道，这次飞行没有先例可循，一切都是未知的，飞机迅速穿过云团，完成了样本采集，但她觉得一次采集的时间太短，可能不够准确，于是，她再次驾驶飞机，围绕着蘑菇云盘旋上升，在不同的高度进行多次采样，直到飞机爬升至5200米的极限高度才返航。
过了半年，张连芳和机组人员又一次完成了原子弹“空爆”的空中采样工作，并且平安归来，不过，这回的任务也给他们的身体带来了一些风险，所有机组成员都受到了不同程度的辐射污染，而张连芳的污染最为严重。
因为是唯一的女工，她在帐篷里单独做清洁工作时，不小心忘了洗头，这给她的身体健康留下了潜在风险，不久后，张连芳开始大量脱发，她做好了与辐射病长期抗争的准备。
就在这时，男友张文波向她求婚，她本来怕自己身体不好会连累对方，但被张文波坚持要娶她的决心打动了，于是俩人在1965年国庆节结了婚，张连芳结婚后，连着两次怀孕都未能保住孩子。
上级领导和同事们都非常关心她，劝她住院治疗，并表示组织一定会尽全力治好她，让她体验做母亲的快乐，她深受感动，决定积极配合治疗，她查阅大量资料，加强体能锻炼，从未放弃希望。
1968年，张连芳第三次怀孕，这消息传来，大家都挺为她高兴的，大家轮流照顾她，不让她做任何重活，十个月后，她生下了一个健康的女儿，三年后，她又生下了第二个女儿，看着俩闺女茁壮成长，她心里特别踏实。
