1975年夏，祖国西南边疆某地蛇灾蔓延，军民、畜禽时常罹难早先施用蛇药突然失效，情势非常严重。蛇学家、归国华侨牛玉声奉命率领一支考察队急切奔赴灾区。在调查研究的基础上，牛玉声认为，有一种黑眼镜蛇出没在这一带，它正是考察队觅寻的新蛇种，其毒液是研制新蛇药的原料。他建议考察队迅即奔赴毒蛇活动猖獗的国境线附近寻捕。
李钧是考察队中"另有使命"的队员。他受命暗中监视牛玉声，对牛玉声一举一动抱有怀疑和警惕。李钧的恋人田甜，是一个纯洁、开朗、活泼的姑娘。她担当了考察队的向导。她不满李钧对牛玉声的监视。
某日，牛玉声追踪黑眼镜蛇至国境界碑处，李钧持枪以企图越境的"叛国者"的罪名将他遣返回去。田甜气忿不已，断然与李钧分手。为了研制新蛇药。牛玉声继续工作。这天，考察队又发现了一条粗大的黑眼镜蛇。为了生擒毒蛇以取毒液，牛玉声奋力与毒蛇搏斗，不幸，凶猛的毒蛇将毒液射入他的眼中。田甜忿然砍死了毒蛇。牛玉声为失去这条活蛇而严厉批评了田甜。急救车载着牛玉声和田甜等几个护送人员，冲开雨雾，在公路上疾驰，田甜为自己的过失而负疚，决心补救这个损失，于途中跳下汽车，消失在茫茫雨色中。牛玉声被送进医院，主治工程师恰是田芳。牛玉声得救了。田芳告诉丈夫，女儿正是田甜。牛玉声的心里发出对女儿深沉的呼唤。此时，田甜被毒蛇咬伤，正晕倒在森林里，她的身旁蠕动着被擒的毒蛇。牛玉声及时赶到，把她救起，并生擒了毒蛇。新蛇药使田甜美丽的眼睛重新张开了。
历尽坎坷的牛玉声一家团聚了。然而命运又一次驱走了刹那的欢榆，李钧奉命来逮捕牛玉声。牛叮嘱妻女："等着我……"他坚信，乌云散去，即是朗朗的晴空。