《沃土》讲述了G省因长期实行发展高科技、赶超东部沿海发达地区的激进战略，导致干群关系日益紧张，省委书记贺立斌（高明饰）为此深感忧虑。为了彻底扭转局面，他大胆启用留美经济学博士罗汉生（郑晓宁饰）出任市委书记。罗汉生上任后积极推行改革，却因遭遇重重内部阻力，加上自身书生气浓、政治上尚不成熟，使各种矛盾不断激化。无奈之下，贺立斌准备将他调到身边加以历练，而罗汉生却主动要求前往省内另一处贫困地区任职。
此时，贺立斌即将退休，并将罗汉生视为继任者人选，提拔他担任省委副书记。然而，在许多人眼中，罗汉生坚持犯上、唯民、唯实，政治上的不成熟甚至近乎迂腐。他把原本在省城过着舒适生活的岳父蒋长林（舒耀宣饰）请到峡口，却使蒋长林意外卷入大坝事件。峡口市的重要水利工程峡口水库因部分官员贪污腐败而留下质量隐患，竣工后发生事故，十五万人被迫疏散，大坝被炸毁，整座城市也被洪水淹没。
面对岳父，罗汉生依然没有手下留情。蒋长林在巨大压力下自杀身亡，妻子蒋苇（王海燕饰）愤而离家出走，罗汉生陷入众叛亲离的困境。为了查明大坝事故真相，他甚至将调查矛头指向一向保护并重用自己的恩师贺立斌，使自身仕途陷入危机。
事故发生后，罗汉生临危受命，第二次前往峡口负责灾后重建。他通过大胆推进体制改革，解决长期制约经济发展的难题，并积极引进东部沿海资金，创办加工企业，使峡口逐渐焕然一新。剧中形形色色的官员——有为官不为政者、贪污受贿者、庸碌无能者、明哲保身者，也有尚存良知者——最终都走向了各自应有的结局。罗汉生的出现，也体现了当时中国政界对专家治国理念的探索。
