生长在嘉陵江边的南南日夜思念远在新疆的爷爷。爸爸曾答应暑假带南南去新疆看爷爷，然而始终未能如愿。一个偶然的机会，南南与爸爸妈妈不辞而别，随来渝出差的艾力叔叔踏上了去新疆的路程。艾力得知南南是偷跑出来的，便极力说服他回重庆。可是在南南的再三央求下，艾力终于答应了。经过昼夜长途旅行，南南来到了新疆。艾力去给南南的妈妈发电报，南南与维吾尔族少年卡德尔相识，卡德尔约他去看达瓦孜艺人的精彩表演。艾力回来后，发现南南不见了，他心急如焚，四处打听南南的下落。达瓦孜艺人的表演结束后，南南才发觉已和艾力叔叔走失。他对卡德尔说自己是来新疆找爷爷的，卡德尔热情地帮助他一起找。几个小伙伴赶着毛驴车，一路唱着歌儿赶向巴赫提亚林场。但林场的吴寿山爷爷并不是南南的爷爷。艾力找南南路遇吾守尔，向他打听南南的下落，吾守尔责怪艾力粗心大意，并与他一起去找南南。在一片林子里，南南用弹弓打下了一只啄木鸟，小伙伴批评了他的错误做法，并佯装与他分手，谁知真的走散了。吾守尔的儿子艾买尔在路上遇见了南南，好心的艾买尔把南南带回了家。不久，艾力、吾守尔以及三个小伙伴也赶到这里。葡萄架下，南南读着爸爸的来信，方知吾守尔就是他的爷爷。爷孙相识，激动之情难以言表，他们紧紧地拥抱在一起。原来，南南的爸爸在旧社会失去了父母，是吾守尔将他抚养成人的。这时，几个小伙伴也跑上前来，扑向吾守尔爷爷的怀抱。