该片以空军官兵支援大西北开发为背景，讲述某部周天机组和军医李珍、实习军医宋扬、汽车连长郑强等人与沙暴搏斗，抢救遇险石油勘探专家和岩芯标本的故事。 西北石油勘探开发总公司高级工程师赵勇、岩芯分析员冯茹押运岩芯标本从勘探队驱车赶往基地，准备转机赴京，参加有中外各方出席的“勘探区油气层分析论证会”。在号称死亡之海的大漠五号地区遭遇特大风暴，车毁人伤。 空军周天机组与李珍、宋扬组成救援组，飞向死亡之海执行救援任务。同时，空军胡杨堡场站汽车连连长郑强、战士吴路受命驾驶油车上路准备在飞机回程途中为其加油。 机组在大黑山口与沙暴前锋相遇。周机长沉着指挥，果断处置与军医密切协同，战胜空中旋停下降气流，在沙暴中心区到达之前冲出山口。 直升机进入五号地区搜寻，冯茹被飞机的轰鸣声震醒。她挣扎着爬向汽车，点燃备份汽油桶，为飞机导航…… 李珍、宋扬发现赵工程师因失血过多深度休克，生命垂危。说服机长，准备就地开胸手术止血。李主任的眼睛破碎，无法作血管缝合术。此时，第二次沙暴正在逼近五号地区。机长决定取消手术，飞机立即起飞。宋扬坚决反对，她据理力争，要求由自己主刀，并承担一切责任。周机长、李主任被宋扬的精神打动，决定由宋扬主刀，风险共担。宋扬在李主任的配合下，手术开始……。密闭的手术帐篷外，风沙强起。周机长为保护帐篷，只身与风沙搏斗。手术成功了，大家把伤员抬上飞机。狂风将帐篷掀起，直升机轰鸣着拔地而起。 郑连长、吴路遇山体塌方，大片滚落的山石砸在油车上，两人受伤。因飞机无法落地，周机长决定实施悬停加油。郑连长把吊索系在吴路身上，吴路被吊上飞机。他坚持打着了油车的马达，宋扬下到地面启动油泵按钮，悬停加油成功。不料，油车起火，宋扬跑到驾驶室抓住郑连长的手要把他拉出来，可车门被砸变形无法打开，连长郑强壮烈牺牲。 直升机在胡杨堡机场安全落地。周机长、宋扬、李主任将伤员和岩芯标本、资料送上喷气式客机，飞向北京……

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政局动荡的中东某国，中国某企业所掌握的石油资源成为不法之徒觊觎的财富目标，为保护中国公民的安全，退役特种兵罗锋挺身而出，奉命率领一支行动队深入战区，掩护同胞撤离。但对于这位勇士来说，参与此次行动还有另一个不为人知的任务：挽救他破碎已久的家庭。一场突然降临的沙尘暴，使得撤离行动遭遇前所未有的危机。比这更令人不安的，则是各方势力之间的角逐与争斗。枪林弹雨之中，罗锋遭遇了被邪恶势力利用的美国雇佣兵克里斯，两人从最初的生死搏斗到渐渐彼此了解，成为惺惺相惜的生死之交。为了各自的信仰，为了共同的目标，他们最终并肩作战。茫茫黄沙，正义与邪恶的较量不断升级，使命与牺牲、人性与贪欲、家国与亲情。一群无所畏惧的沙漠勇士极速驰骋在生死之路上，用他们的血与肉捍卫着同胞的生命与祖国的尊严，在这场前所未有的旅程尽头，等待他们的是一面迎风飘扬的五星红旗……

一家位于伊拉克的中国炼油厂遭到袭击，一名中国私人安保承包商罗峰（成龙 饰）被派去解散工人，但他发现在袭击背后幕后黑手还有更大的计划，在一次掩护行动中遭遇被邪恶势力利用的美国雇佣兵克里（约翰·塞纳 饰），两人从最初的生死搏斗，到渐渐彼此了解，为了各自的信仰，为了共同的目标并肩作战。

农大高材生林砚回到西北沙漠村，凭借专业知识预判即将到来的特大沙尘暴。他力劝村民保粮储粮、守住麦田，却遭到一心牟利的队长赵德贵排挤。赵德贵鼓动村民拔掉麦苗改种牧草、贷款养牛，甚至取消了林家的帮扶名额。劝阻无果，林砚自费修建粮仓、水窖与防沙设施。沙灾如期而至，牧草尽数被埋，牲畜受灾，赵德贵竟率众上门抢夺林家粮仓的存粮。林砚留存关键证据，配合救援队统筹物资。

少年水生和哑巴父亲从大山里移民到沙河村。由于生长环境不同，性格内向的水生一时难以适应新的班集体。失落的他和患有小儿麻痹症但性格开朗的半截儿成了好朋友在共同的学习生活中，孩子们虽然经常发生磨擦、碰撞，但经过一段时间之后，他们终于消除了误解，愉快地融合在一起。

退伍侦察兵陈凡受雇带领一支富二代探险队穿越“死亡沙海”。面对黑沙暴的致命预警，队员们却沉醉享乐、质疑专业，甚至殴打领队。风暴来袭，陈凡凭经验死里逃生，而任性妄为的队员们则被困绝境。在生死边缘，人性的自私与丑恶暴露无遗。当救援来临，他们反咬陈凡，殊不知一切罪行早已被记录。这是一场自然与人性的双重风暴，无人区里，真正的求生法则从来不是金钱，而是敬畏与良知。

走私贩张韩被同党醉猫昌打伤，获黄飞鸿治愈，鸿遂劝韩改行从商。韩发迹后于大沙头妓院宴请鸿等，巧遇昌，二人为争歌女杨金娇而大打出手。妓院失火，昌险被烧死，幸得鸿冒死相救。