1974年初春，静秋和几名同学一起被学校选中，要到一个叫西坪村的地方采访村民，然后将村史写进教材。在去西坪村的途中，他们看到了一株开着红花的山楂树。静秋被安排住在村长家，在那里她第一次见到在勘探队工作的老三，便被他优美的手风琴声吸引住了，老三拉的正是静秋最喜欢的苏联歌曲《山楂树》。渐渐地，老三和静秋熟悉起来，朦胧而纯美的情感也在不知不觉间蔓延开来。不久，结束了采访任务的静秋回到了城里，五月的一天早晨，她在门外发现了一大丛老三偷偷送来的盛开的山楂花，心里甜蜜不已。此后，两人便开始像特务接头般常常约在江边的亭子相见，老三向静秋吐露了对她的爱意，料峭的春风中，两人裹在一件军大衣里，心也贴得更近了。转眼间静秋毕业了，这时国家出台了一项政策，教师子女可以顶替父母上岗，为了让静秋不用下乡接受贫下中农再教育，静秋的妈妈提前退了休，让她顶职。然而手续却迟迟批不下来，在那个特殊的年代，一家人不得不处处小心翼翼。在等待审批的日子里，静秋到处打零工挣钱，偶尔也与老三偷偷约会。
但俩人之间的关系还是被静秋的妈妈发现了，她和老三深谈了一番，但并没有明确表示反对他们的关系，只是希望老三能为静秋着想，不要因为这件事而影响了她的前途，她还和老三“约法三章”：一年后，等静秋的工作稳定了，他们才能再见面。为了心爱的人的前途，老三按捺着内心的种种不舍，嘱咐静秋要照顾好自己，便面带微笑地离开了。接下来的日子，静秋顺利当上了老师，尽管想念老三，但她又不敢违背和母亲的“约法三章”。直到她从长芳那里听说老三得了白血病住进了县医院，才不顾一切地冲到了医院，但病房里的老三却轻描淡写地说自己只是得了感冒。静秋信以为真，两人度过了甜蜜而愉快的一天，临走时，老三送给静秋一块山楂红色的布料，让她做一件衣服。
这之后，静秋便再也没有了老三的消息。一天，一个解放军来到学校找到静秋，说老三想见她。静秋换上了那件山楂红色的上衣，之后便被一辆汽车送到了一家医院，病房里，静秋终于见到了自己朝思暮想的爱人，可此时的他却已经奄奄一息，原来老三真的患上了白血病，弥留之际，他目不转睛地望着天花板，因为那上面贴着静秋的照片。静秋跪倒在床前拼命地呼喊着爱人的名字，但却没能阻止他的离去。老三走了，按照他的遗愿，他的骨灰被埋在了那棵会开红花的山楂树下。
