明末，江陰奇人徐霞客為糾正前人“江短河長”的錯誤認識，不顧家人的反對，與去雞足山送“血經”的靜聞法師結伴，踏上了探險大西南的征途，去尋找長江的源頭。在湖南考察時遇到躲避土匪的顧伢子，徐霞客仗義相救。顧伢子感恩，甘願為僕，隨徐霞客上路。以慈悲為懷的靜聞法師，中了土匪黑七姑的奸計，引狼入室。土匪打傷法師，搶走財物，燒毀船隻，三人走散。徐霞客被土匪踢入水中，幸遇一農婦相救，在農婦的精心照料下，徐霞客很快恢復健康，他謝絕了農婦的情意，毅然去尋找失散的夥伴，繼續考察江源。三人終於在湘江邊重逢。顧伢子怪罪靜聞引來禍患，與之發生口角。進入廣西後，斷了糧食，法師為不拖累他們，帶著傷病之軀不辭而別。徐霞客節衣縮食、寬以待人的胸懷感動了顧伢子，他們在一個破廟裡找到了奄奄一息的靜聞。徐霞客為其當衣抓藥，終未能挽留住他的生命。徐霞客允諾了靜聞的臨終要求，帶著“血經”繼續向貴州進發。進入苗寨，徐霞客不但飽覽了苗嶺奇山異水的旖旎風光，寫下了華采的遊記。他還與當地少數民族結下了深厚的友情，苗家大哥贈給他祖傳的護身符，保佑他一路平安。徐霞客到溶洞考察時，救出了被巫師關押的布依族姑娘阿仰，戳穿了巫師“溶洞裡有蟒神”的謊言。在姑娘們跳起了歡快的竹筒舞時，徐霞客主僕二人又上路了。徐霞客沿江而行，一路上風餐露宿考察各地的山水地貌，發現了黃果樹大瀑布，探險馬嶺河峽谷，寫成地理學論文《盤江考》。為安葬靜聞法師的遺骨，供奉其刺血抄出的《法華經》，徐霞客誤進納西族土官木增的領土，木增要將他當作奸細問斬。臨刑前，徐霞客慷慨陳詞，木增欽佩他的才華，待其如上賓。經過一連串的坎坷，徐霞客的兩條腿患了重疾，可他以堅韌不拔的毅力爬到金沙江畔，終於查明了長江的真正源頭。
