饥饿把整个列宁格勒（圣彼得堡）逼疯了，希特勒的“巴巴罗萨计划”把这座城市围困得像铁桶一样密不透风。每天都有成百上千架轰炸机轮番轰炸这座城市。希特勒狂妄叫嚣着不接受列宁格勒的投降，一定要把这座城市从地球上抹掉。围攻从1941年9月9日开始，在尔后的800多天里，海港、铁路、河运枢纽等交通要道都被炸毁，一半地面建筑被夷为平地。
人们赖以生存的公共设施、电力能源、供气系统都遭受了极大的破坏。粮食供应更是严重供不应求，只能实行配给制。德军企图把守城军民活活饿死。空前的大饥荒造成65万人死亡。
列宁格勒城里能吃的东西几乎都被吃光了，城市里生存下来的平民，饿得眼睛直放绿光。人们除了躲避轰炸，还要到处捕捉鸟雀、老鼠，下河捕捞鱼虾，摘树叶、剥树皮、挖草根，连心爱的宠物——狗、猫、鸽子等都被杀了，填进了人们的肚子。
战争的硝烟弥漫在列宁格勒的郊区，这里坐落着一座8层楼高的种子研究所。战争爆发之前，研究所里聚集了一群科学家，50多人，专门研究麦子的遗传基因、杂交、花粉传授，还从事高光效生理、培育良种和病虫害抗体等科学研究。科学家们为全苏联十几个大农庄提供大量良种，实现了农业的年年增产。
战前，集体农庄风景如画，笔直的白桦树耸立在山边。秋天的田野上，微风轻拂，大片金黄色的麦浪起伏翻滚，在夕阳的照射下，耀金掠影。沉甸甸的麦穗，向人们展示着丰收的喜悦，也彰显着科学家们用心血凝结的丰硕成果。
残酷的战争并没有粉碎他们的希望和梦想，研究所里10多名青壮年科学家积极响应国家的号召，拿起枪投入前线防空旅的战斗；所里30多名年纪较大的科学家，坚守着岗位，守护着希望，继续工作，同时也保卫着储存有10多吨麦子良种的仓库。
尽管大楼的周边已被德军炸得坑坑洼洼，但命运之神眷顾了这个研究所，空袭和炮火没有炸到这座建筑。
1942年的初冬，天色灰暗，漫天飞雪，寒风刺骨，列宁格勒保卫战进入了艰苦卓绝的阶段。研究所所长普罗列夫一筹莫展，按照能量守恒定律，一个正常人每天需要补充2000卡路里的热量，而研究所的科学家每人每天只能领到250克面包，所含热量不足400卡路里，只是正常人应补充热量的1/5。饥饿威胁着每一个人，而粮食供给还在逐步减少。几位年老体弱的科学家已经倒下了，被饿死的人已经有6个了。种子仓库就在研究所里面，钥匙就在普罗列夫手里，十几吨种子粮不仅能救活所里的人，还能救活一大批急需粮食的人。
普罗列夫是一个热爱长跑运动的50多岁的老头，本来身体素质不错，这时候也饿得头发晕。他小心翼翼地打开桌子下面的抽屉，拿出他夫人送给他的唯一一小瓶伏特加酒喝了两口，感觉身体暖和多了。他想起10多天前去区委开会时遇到的一幕：
一辆载着面包的卡车为了躲避一辆吉普车，在第七大道拐弯处倾倒，许多面包从车里滚了出来。闻着香喷喷的面包，饿得发慌的居民围了上来，犹如一群严冬里嗅到了肉香的饿狼。不到两分钟，周围已经站满了饥民。司机紧张地从驾驶室爬了出来，脸色铁青，大声吼道：“这是前线将士的口粮！”顿时，就像战士接到命令一样，一个个饿得黑瘦干瘪的饥民摇晃着麦秆似的身体，弯下腰，捡起了一片片面包，轻轻拍掉沾在上面的雪和尘土，往麻袋里装。人们边捡边咽着口水。拾完了，众人把倾斜的车推了起来，又把一袋袋面包装进车里，司机迅速地跳进驾驶室，向前线方向开去。
普罗列夫被那个场景深深地感动着，灵魂仿佛得到了升华。
在区委开会时，区委书记巴托洛夫盯着普罗列夫的眼睛，郑重地说：“种子是战后生产的源泉，是人民的希望，一粒都不许动，不管是谁，都无权动它，这是党交给你的战斗任务！”普罗列夫毫不犹豫地把任务接下来，并传达给研究所的每一位同志。
种子研究所里能吃的麦麸、糠粉、甘蔗渣都快被吃完了，所长普罗列夫、副所长塔莉亚决定带领所里剩下的25个人凿冰捕鱼，但由于经验不足，收获甚微。
面对困境，人们的意志和信念是活下来的精神食粮，其力量无比巨大。当前线德军的炮弹排山倒海地向列宁格勒前沿阵地轰炸过后，竟出现了片刻的宁静——德军正在等待苏军的报复行动。
悠扬激昂的旋律在城市上空奏响，时而低沉，如泣如诉，仿佛在诉说苏联人民遭受德军侵略的苦难；时而激越高昂，象征着苏联人民浴血奋战、抗击侵略的坚强意志和顽强战斗的必胜信心。
种子研究所的25位科学家摇摇晃晃地站起来，肃立在广播前，听着激动人心的乐章，一个个泪流满面，祖国、人民在他们的心中重如千斤。
所长普罗列夫带领25位科学家，举起拳头，庄严宣誓，为了苏维埃，决不丢失一粒种子。
当列宁格勒的人们都饿疯了的时候，人们开始绞尽脑汁，搜肠刮肚地到处寻找食物。同时，人们开始关注储存在种子研究所里的10多吨小麦种子。
为防止发生意外，区委配发给种子研究所4把冲锋枪、两把手枪，研究所的每个人都忍受着饥饿，加强了对种子仓库的安全保卫工作。
一天早晨，化验师安德烈再也起不了床，他的身体变得僵硬；负责研究种子基因变异的伏罗加在巡逻的路上被绊倒了，再也没有起来；负责麦种病虫害研究的莫霍夫死在了厕所里面……短短一个月内，研究所里又饿死了5个人。
生活最艰难的是丹妮亚——这位两年前从大学调到研究所的副研究员即将临产，同事们每天都在本来已经十分有限的供给面包里挤出一点给她，单位也把仅剩的一小袋麦麸留给她。她含着泪水，盯着食物说：“这不是食物，而是同志们的生命，我不能接受。”大家盯着她的肚子坚定地说：“这不是食物，而是新生的希望，你应该收下。”丹妮亚哽咽了，热泪奔涌而出。
列宁格勒保卫战打得异常激烈，那是历史上最惨烈的围城战，为了每一寸土地，交战双方进行着艰难的“拉锯战”。每一公里土地都洒满苏维埃战士的热血。
一天晌午，一阵急促的吉普车喇叭声夹杂着整齐的跑步声惊动了种子研究所的工作人员。普罗列夫和科学家们急忙跑出来，只见一队士兵已经包围了种子仓库。一位穿着呢子军装、戴着中将军衔的大胡子将军，气势汹汹地走过来，边走边大声喊道：“所长在哪里？”普罗列夫踉踉跄跄地走到他面前。“所长同志，我们是前线第七军团的，研究所的粮食作为战时物资被征用了，你们要服从命令！”大胡子中将斩钉截铁地说。“不行啊！中将同志……”普罗列夫的话还没说完就被中将打断。“为什么不行？前方将士正在浴血奋战，每天都有成千上万人死去，将士们正在挨饿受冻，调点粮食，你敢说不行！”大胡子将军脸色紫胀，气愤地吼道。“中将同志，这不是粮食，而是良种，是科学家们的心血，打退德国人之后，我们要用这些种子，让人民过上幸福的生活，这也是列宁格勒人民的希望啊！”普罗列夫掷地有声地说。“真的动不了？”将军的声调低了许多。副所长塔莉亚用轻柔的女中音说：“将军同志，你看看这些科学家，也都快被饿死了，我们一粒种子都不敢吃，因为这是希望！这是人们活下去的精神支柱啊！”塔莉亚边说边指着站在旁边的十几位面黄肌瘦、瘦骨嶙峋的科学家。将军深情地望着科学家们，热泪盈眶。
他突然喊了一声“集合”，包围种子仓库的一排士兵“啪啪”地整齐列队，站在科学家们面前。“敬礼”，将军和士兵们向科学家们投去敬佩的目光，立正并行了一个军礼，然后转身走了。
在德军的几轮轰炸之后，列宁格勒的黎明静悄悄。100多个穿着破棉袄的饥民不顾门卫的阻挡，冲进了种子研究所。普罗列夫撑着一根拐杖出来了，能勉强走路的科学家们也都迎了上来。不同的是，这次副所长塔莉亚腰间佩带着手枪。饥民们大声嚷嚷，用石块叮叮当当地猛砸紧锁着的种子仓库，仓库门的铁板很厚很坚固，根本砸不动。这次塔莉亚站到了仓库门前，拔出手枪，朝天空开了几枪。顿时，空气像凝固了一般，安静下来。塔莉亚用沉重的声音不紧不慢地说：“同志们，这批种子，连前线正在流血的将士都不敢动，谁吃了它，就吃掉了赶走德军之后人民的希望！我们和你们一样，宁愿被饿死，也绝不吃一粒种子。”听到这里，有一伙饥民即刻冲进了伙房，打开大锅一看，一锅热气腾腾的清汤，里面飘着甘蔗渣和玉米秆粉，这就是科学家们的早餐。
这时有人发现在研究所后面的菜地里，屹立着一排新修的坟墓，大雪纷纷扬扬，阳光下，白色的墓碑闪烁着晶莹的光。普罗列夫指着墓碑说：“他们是为保护良种、保卫希望，被活活饿死的科学家。”
研究所里，一边是装满粮种的仓库，一边是被活活饿死的科学家的墓碑。饥民们中已经有人泣不成声，他们面对坟墓深深地鞠了一躬，然后如潮水般离开了。
列宁格勒在1941年至1942年骇人的严冬中坚守着，苏维埃继续加固这座城市的防御网，历经千难万险，建立了横越拉多加湖的被称为“冰上公路”的补给运输线。一车车的粮食和装备被运进城市；一车车的饥民，首先是妇女儿童，被运往后方。
没有等到粮食供应的缓解，种子研究所的科学家又是一个接一个地被饿死。所长普罗列夫死在粮食仓库门口，临死前，他把仓库的钥匙掷重地交到副所长塔莉亚手中……
经过800多个日日夜夜，人类历史上最残酷、最惨烈的反围城战，在1944年1月14日，苏联三个方面军向围困列宁格勒的德军进行大规模的反攻后结束，这座英雄城市终于迎来了彻底解放。
当胜利的礼炮打响，种子研究所的科学家，除了上前线参战的以外，只剩下饿得没了人形的副所长塔莉亚、研究员古德里安、副研究员丹妮亚。研究所的菜地里整齐地排列着29座坟茔。
科学家们用生命换来的良种，在战后列宁格勒集体农庄恢复生产的时期，发挥了不可估量的作用。为了纪念这些科学家，列宁格勒市民把这座种子研究所命名为“希望的种子”。