影片根据相思树真实故事改编创作。1984年初夏,时任连长李相恩带队巡逻途中在哈拉哈河突遇险情,李相恩为救战友英勇牺牲。妻子郭凤荣为寄托哀思,在哨所旁种下一棵樟子松。2010年妻子郭凤荣因病去世前,特意嘱托儿子李心要把自己的骨灰撒在哈拉哈河,继续陪伴丈夫守好祖国北疆。。炭头一直无法从被女友抛弃的阴影之中走出,终日生活在郁郁寡欢之中。某日,炭头邂逅了开朗乐观的阿荣,阿荣的快乐和单纯渐渐感染了炭头,久而久之,两人走到了一起,组成了家庭。
阿荣一直希望能够拥有自己的孩子,但炭头一想到跟随着孩子而来的负重和责任便起了退却之心。终于,阿荣还是怀孕了,虽然心中有些龃龉,但炭头依然尽心尽力的照顾着阿荣。就在这个节骨眼上,炭头的前女友从法国归来约炭头相聚,就在那一日,阿荣的孩子胎死腹中。炭头用他的温柔包容着伤心欲绝的妻子,直到阿荣迎来了第二个孩子,然而,面对丈夫对胎儿无微不至的关心,阿荣起了疑心。。