京城天文学家常舒宝死里逃生来到正白旗草原，成为主人公明安图的老师，明安图用心学习数学、天文知识。旗总管为儿子索取官学学位，逼迫明安图与他儿子换名到京城上官学，嫉妒心极强的同窗乌雅图数次布下陷阱，陷害明安图，欲夺取明安图倾心研究的杜氏三法破解成果，终究未能得逞。该剧塑造十八世纪数学家、天文历法学家和地理测绘学家明安图这一人物形象，通过其一生传奇的故事，表现这位中国古代的蒙古族科学家毕生追求强国梦的理想与奋斗过程。