故事發生在1960年，河南省林縣干旱少雨，地處崇山峻嶺之間，當地村民要翻山越嶺去山澗打水，所以流傳了“一輩子只洗三次臉”的傳說，水兒姑娘挑著一擔水艱難走在山間小路上。紅旗渠工程股技術員吳祖太和同事劉洪亮在山上實地勘測，他們望著光禿禿的崇山峻嶺，心里說不出的感慨。
同事急匆匆來通知吳祖太，紅旗渠工程現場出事了，他們趕忙收起設備往回趕，迎面碰上挑水的水兒，水兒主動讓他們喝點水，吳祖太嘴唇干裂出血，可他根本顧不上，就急匆匆趕去現場。林縣縣委書記吳貴通過喇叭向村民們發出倡議，號召大家幫忙修紅旗渠，就能徹底改變村里缺水的情況。
眼看就到家門口了，水兒累得精疲力盡，不小心腳下一滑摔倒在地，肩上的兩桶水全部打翻在地，水兒很心疼，趴在地上嚎啕大哭，母親聞訊趕來，用嘴一口口搶地上的水，還不停地埋怨水兒。
吳祖太發現鄉親們挖錯了三米，趕忙過來制止他們，因為八千米的水渠只有六米的落差，而且全在半山腰，一旦出現任何失誤，水就引不進來，吳祖太也急得一籌莫展。吳貴聽說吳祖太的妻子要來這里，就讓王村長多準備點水招待她，吳祖太承諾會盡快想辦法，吳貴緊緊拉住他的手不放。
劉洪亮忍不住向吳祖太大吐苦水，吳祖太當即決定去現場盯著，如果挖不通水渠他就不下山。吳祖太帶著村民們挖山鑿石，王村長全力配合他的工作。劉洪亮帶來一個噩耗，吳祖太的妻子在半路上遇到車禍不幸去世了，吳祖太傷心欲絕，他一一翻看妻子遺物，睹物思人，他心如刀絞。
吳祖太迷迷糊糊醒來，看到村民們全體出動，正在爭分奪秒挖渠，他強忍心中悲痛加入其中，吳祖太沒日沒夜挖渠，測量，用工作緩解心中的悲痛。吳祖太在半山腰測量完畢，讓劉洪亮把他拉上去，劉洪亮因為體力不支脫手，眼看吳祖太就要墜落山崖，劉洪亮把繩綁在自己身體，把吳祖太拉上來。
經過吳祖太等人和村民的不懈努力，終于挖通了水渠，吳祖太因為勞累過度突然昏迷，恍惚間看到妻子站在眼前，吳祖太再次醒來又進入水渠，突然發生坍塌事故，吳祖太被埋進去，獻出了年僅27歲的生命。
紅旗渠工程歷時近十年，完成總干線全長70多公里，共削平1250座山頭，架設151座渡槽，開鑿211個隧洞，被稱為“人工天河”，在紅旗渠修建過程中，先后有81位干部和群眾獻出了生命，吳祖太就是其中之一。
2002年的北京，陳晃明拿著一張舊照片來找修復師老袁，老袁發現照片模糊一片根本無法修復，當他得知這張照片已經保存了72年，是陳晃明父親陳毅安臨死前留下的唯一的照片，老袁答應試一試。
陳晃明向老袁詳細講述了父母悲壯的愛情故事。故事追溯到1927年，陳毅安和李志強相識相戀十年，陳毅安為了革命東奔西走，他和李志強相聚很短，只能靠書信寄托對彼此的思念。
陳毅安參加了秋收起義，戰斗結束他趕忙寫信向李志強報平安。1928年陳毅安在井岡山戰役中受了重傷，李志強每天在家門口等郵差，卻始終沒有收到陳毅安的來信，她心急如焚。1929年的秋天，陳毅安拖著傷腿回家，李志強激動地熱淚盈眶，幫陳毅安包扎傷口，陳毅安當即決定和她結婚，兩個人舉行了簡單的儀式。
經過李志強精心照顧和護理，陳毅安的傷漸漸康復，李志強埋怨他在井岡山的時候不寫信，陳毅安解釋每次都寫，因為戰事激烈送不出去，陳毅安想和李志強拍一張結婚照，陳毅安反復講明一旦他在戰場上犧牲，就會找人給李志強送一封無字信，李志強不許他胡說。
之后不久，陳毅安收到彭德懷的親筆信，催他盡快歸隊，陳毅安想馬上重返戰場，遺憾沒有拍結婚照，李志強不舍得，陳毅安就給她講了井岡山戰役中，年僅十六歲戰友小張看他受傷，奮不顧身抱起炸藥包沖上去，最后英勇犧牲的事跡，李志強含淚聽完故事，答應讓他歸隊。臨走，李志強把自己懷孕的好消息告訴陳毅安，陳毅安激動萬分，答應她生孩子的時候一定回來，李志強把他們倆的合影照片交給陳毅安，陳毅安答應明年三月份回來照全家福。
李志強給未出生的孩子準備衣服和被褥，自從陳毅安離開以后，就再也沒回過家，不久，省城爆發了激烈的戰事，李志強收不到陳毅安的來信，只能從報紙上搜索每個關于陳毅安的消息。
轉眼到了1931年，李志強生下兒子陳晃明，她收到了一封無字信，頓時傻眼了，想起陳毅安臨走說的話，可還是不相信他已經犧牲了，李志強誤以為陳毅安用特殊的藥水把字隱藏，就四處找人幫忙還原，結果都無功而返。
眼看著陳晃明一天天長大，李志強仍然堅信陳毅安會回來。1937年，李志強等來了遲到的噩耗，彭德懷寫了親筆信，她才知道陳毅安在1930年長沙戰役中犧牲了，陳毅安年僅25歲，彭德懷隨信來寄來了李志強給陳毅安那張合影，李志強僅存的希望全部破滅，她傷心地痛不欲生。
經過老袁的精心修復，終于還原了陳毅安和李志強的那張合影，陳晃明終于看到父親的模樣，他激動地泣不成聲。新中國成立以后，毛澤東親筆簽發了首批革命犧牲軍人家屬光榮紀念證，陳毅安烈士的證書位列第九。
2020年1月24日，武漢爆發了大規模的新冠肺炎疫情，貴州省湄潭縣人民醫院急診科的護士杜富佳第一時間向院領導提交了請戰書，院長當場駁回，讓她回家陪哥哥杜富國。杜富國是解放軍南部戰區陸軍排雷英雄，他在執行排雷任務的時候不幸失去了雙臂，雙眼被炸瞎，時隔七年第一次回家過年，杜富佳趕忙坐車趕回老家。
全村人都來歡迎杜富國，杜富國從車里下來，杜富佳激動萬分，母親緊緊抱住杜富國，眼淚奪眶而出。當天夜里，全家人坐在一起看春晚，他們被支援武漢的醫護人員的行為感動，杜富佳想去抗疫一線，更想留在家陪杜富國，杜富國勸她做好本職工作。
杜富佳忍痛把長長的頭發剪短，再次向院里提交了請戰書，并且當眾表明決心，杜富佳被批準去武漢增援，她瞞著家人奔赴抗議前線。武漢的感染人數與日俱增，杜富佳一來到武漢就投入緊張的搶救工作，她任勞任怨，不怕苦不怕累。
杜富國無法準確使用假肢吃飯，父母看在眼里急在心里，杜富國向母親求助，母親含淚喂他吃飯。杜富佳無微不至照顧病人，對他們的要求不厭其煩，杜富佳把管區的病人加了一個群，群的名字就叫“一家人”，杜富佳在群里鼓勵他們，為他們加油鼓勁。杜富國在家里努力鍛煉，當他得知杜富佳去武漢，就在微信里為她加油，答應會好好照顧父母，讓杜富佳安心工作。
重癥監護室的病人病情惡化，杜富佳聞訊趕去搶救，盡管醫護人員全力搶救，最后還是無力回天，杜富佳每天都能看到病人死在自己面前，她感覺很無助，只好躲在走廊里嚎啕大哭，杜富佳發信息向杜富國求助。病人接踵而至，杜富佳擦干眼淚又投入工作中，她在武漢火線入黨，成了一名預備黨員，杜富國發信息鼓勵杜富佳，讓她向前輩多學習。
杜富佳把杜富國加進微信群，杜富國向群里的病患詳細講述了他排雷的經過，鼓勵大家不要灰心，積極配合醫生治療，病人們頓時信心倍增，紛紛在群里感謝杜富國。武漢的疫情終于得到控制，2020年4月23日，杜富佳跟著湄潭縣醫療隊回到湄潭，市民們分列兩排歡迎他們凱旋歸來，杜富國身穿軍裝站在人群中，他向抗疫英雄們敬了一個莊嚴的軍禮。