上世纪七十年代初，渔家孩子长兴次随父母在长江上打鱼，见到了一群追赶江鱼的白鱀豚，他立刻被这种可爱的动物迷住了，从此与白鱀豚结下了不解之缘。长兴在无意中得知，一群激进的青年渔民想要到江上去捕杀白鱀豚，心中十分焦急，他求助于迷信白鱀豚是“白江神”的奶奶，并发动村里的老年人阻止了青年们的行动。暑假里，长兴和小伙伴们一起在长江中游泳，不慎溺水，幸得白鱀豚相救，并和“圆圆”、“小玉”成为了朋友。
在长兴十五岁那年，一个施工队用在江心洲进行清障作业，炸死了包括“圆圆”在内的五头白鱀豚，“小玉”不知所踪。
罗明是水生物研究所的青年科研工作者，他得知有白鱀豚被炸死，想要带回所里进行研究，在工地现场遇到了悲痛欲绝的长兴，并为之感动。三年之后，中国科学院组建了白鱀豚学术研究组，罗明邀请长兴参加了次科学考察。1980年水生物研究所救护并饲养了头白鱀豚“淇淇”，而长兴解救的白鱀豚“荣荣”也被送到了水生所。但不久，天降寒潮，体质较弱的“荣荣”不幸离世。
为了开展白鱀豚的人工饲养和为“淇淇”寻找配偶，水生物研究所组织了一次大规模的捕捉白鱀豚行动，罗明再次邀请长兴参加。行动中，长兴邂逅了久无音信的“小玉”，而捕捉到的小白鱀豚“珍珍”就是“小玉”的女儿，这令长兴百感交集。遗憾的是，两年之后，“珍珍”因病去世，“淇淇”又回到了孤独之中。
此后的二十年间，科研工作者做出种种努力，并建立了自然保护区，希望拯救白鱀豚这一濒危物种。与此同时，随着人类活动的密集，长江中白鱀豚的数量锐减。
为了寻找白鱀豚并实现迁地保护，2006年水生物研究所牵头组织了靠前联合淡水豚考察。此时，长兴的儿子浩川已经长大，成为了水生物学科的研究生，他和罗明都参与了这次考察。令人震惊的是，这次历时三十九天，目前大规模的白鱀豚考察，竟然没有发现一头白鱀豚！这个结果对长兴和罗明都是沉重的打击。
白鱀豚灭绝了吗？长兴不甘心这样的结局，他独自驾驶小船在江上搜寻白鱀豚，这一找就是十年，但始终未见白鱀豚的身影。
2016年的暑假，五十六岁的长兴在长江边偶遇一群参加夏令营的孩子，他们希望能亲眼看到白鱀豚。但是，江水滔滔，芳容不见，留给人们的是无尽的思念与遗憾。

1．渔娃的比赛
2．白暨豚来帮忙
3．一次密谋
4．落水
5．长兴的梦
6．朋友
7．又跳白船
8．噩耗
9．罗明来信
10．大鱼
11．次考察
12．水产市场
13．第二封信
14．解救白暨豚
15．亲事
16．艰难的抉择
17．找个“媳妇”不容易
18．可怕的电打鱼
19．第三封信
20．水污染事件
21．第四封信
22．最后的信使
23．大搜索
24．江边的孩子