20世纪70年代末，一只八勇士组成的地质科考队进入罗布泊，目标就是在人称“死亡之海”的罗布泊湖中寻找我国稀缺的战略资源——钾盐。 考察队由关注罗布泊多年的地质学家郑建刚、冷嵋夫妇发起并领导，复转军人阿扎提做队长，队员中还包括充满热情的年轻地质工作者艾小青。罗布泊的险恶是不为人知的，上路不久，为给队员们改善生活，下水掏鸟蛋的队员刘胜被沼泽吞噬，司机老陈则牺牲在一次突如其来的雅丹塌方中，途中，尼加提连车带人再一次在死亡之海中被暗流涌动的灰坑吞噬。 在付出三人意外死亡和一辆吉普车掉入灰坑的代价之后，勘探队抵达了罗布泊湖心，但是却没能像原计划的一样，在湖中采到卤水样品。郑建刚坚韧执着的决心和冷媚对大地构造专业理论的博学，为勘探队继续寻找提出了新的、大胆的设想。但是，食品、汽油、淡水接二连三的危机着每个人的生命，对理想的追求和对生命极限的挑战，让郑建刚、冷嵋和阿扎提决意轻装弃车徒步前往新的勘探点——罗北洼地。探坑中一汪清澈的高浓度钾盐卤水让他们激动、兴奋、忘我。返回途中，罗布泊“死亡之海”的狰狞面目方才显现，没有参照物，没有方向感，没有生命迹象，没有气象资料，缺吃断水，勘探队陷入绝境。 阿扎提坚持原地待援，郑建刚选择了最冷酷的方法，冷媚支持分头突围。夜幕降临，郑建刚留下“我向东去，祝我们成功。”的字条后独自出发。阿扎提为了完成保护科学家的职责，选择了追随郑建刚的足迹。年轻的艾小青果敢的选择了独自突围，而老队员卡西木坚持要陪伴冷嵋。 三壶珍贵的卤水样品，三个方向的生死抉择，地质人用自己的生命跋涉，唱响了人生理想和对祖国的忠诚，90年代末，在第三次国土资源大调查中，地质工作者终于在罗布泊探明了2.9亿吨储量，连续开采50年，年产300万吨的世界超大型钾盐矿，结束了中国贫钾的历史。 当幸存的冷嵋、艾小青和卡西木站在罗北洼地千米钻机平台上，望着从地下喷涌而出的钾盐卤水百感交集。在“罗布泊之魂”的纪念碑前，生者与逝者共同见证了这一历史时刻，“死亡之海”，将成为一座希望之城，这是一部关于地质8勇士勇闯“死亡之海”的故事，山塌、地陷、热浪袭人、湖水吞噬，进去8人，死亡4人，失踪1人，幸存3人，他们用生与死的抉择谱写了一首英雄交响。