为了在摄影比赛中展示独树一帜的作品，大学生应佳说服同为摄影爱好者的弟弟小山和朋友刘林一起前往准葛尔盆地进行徒步旅行，以期拍摄出理想的作品。出人意料的是，在拍摄过程中，三人竟无意中纪录下盗猎团伙围剿马鹿的场景，继而遭到盗猎者的追击。在逃脱过程中，他们决定分头行动，约定晚上在营地会合。然而，小山和刘林被盗猎者擒获，而应佳则因滚下悬崖被树木勾住，侥幸存活。正在巡山的准葛尔盆地自然保护区反盗猎大队刘队长和青年志愿者马强发现了精神恍惚的应佳，并将其带回保护站救助。刘队长指派马强照料应佳，自己则与小李展开对小山和刘林的搜救行动。倍受惊吓的应佳对任何人都心存戒备，趁马强熟睡之际偷偷离开保护站，企图返回营地寻找弟弟与刘林，却被赶来的马强拦截。应佳向马强详述了自己的经历。应佳的恳求让马强决定陪伴其一同寻找。而在荒漠中，刘队长和小李遭遇盗猎者，双方爆发激烈冲突。由于寡不敌众，刘队长不得不撤退至保护站请求增援。应佳执意要马强根据盗猎者遗留的痕迹继续追踪，但两人遭暗算，汽车被炸，应佳被前来收货的老梁子擒获。交易中，应佳险被扔入矿井，千钧一发之时，马强及时赶到救出应佳，并透露小山和刘林的下落。马强无意中发现盗猎团伙内部矛盾重重，并借机从中偷出盗猎者的羚羊绒。在应佳协助下，小山与腿部受伤的刘林得以获救。正如预料的那样，盗猎团伙内部的交易酿成内讧，老梁子被枪杀。应佳等人趁乱携带羚羊绒和装有百万人民币的密码箱驾车逃亡。狡诈的盗猎者仍不甘休，射穿汽车油箱，疯狂追击。这时，刘队长率领的援救队已经出发，追寻马强留下的标记，直追盗猎者的巢穴。在辽阔的盐碱地，马强一行抛弃了漏油的汽车，艰难穿越死亡谷。盗猎者最终再次逼近。在与盗猎者的对抗中，马强与应佳凭机智转危为安。正当盗猎者准备做最后的疯狂时刻，刘队长的援救队终于赶到。一个月后，马强重返准葛尔盆地自然保护区反盗猎大队，而应佳则报名参与“青年志愿者环境保护行动”，成为准葛尔盆地反盗猎大队的一名志愿者。