美軍司令麥克阿瑟下令對(duì)志愿軍坐在的東線戰(zhàn)場(chǎng)的小高嶺陣地狂轟亂炸，三連的戰(zhàn)士們冒著槍林彈雨和美軍展開激戰(zhàn)，打退了美軍一次次進(jìn)攻，也付出了慘重的代價(jià)，三連只剩下連長楊根思和三名戰(zhàn)士，楊根思不顧戰(zhàn)友反對(duì)，堅(jiān)持要獨(dú)自留下來阻擊美軍，楊根思看到美軍一點(diǎn)點(diǎn)靠近，他抱起炸藥包沖進(jìn)敵營，和他們同歸于盡。
魏巍奉命來戰(zhàn)俘營了解美軍的思想情況，看到這里沒有圍墻也沒有鐐銬，美軍戰(zhàn)俘可以自由活動(dòng)，他了解到美軍俘虜不會(huì)逃跑，因?yàn)橹袊婈?duì)優(yōu)待俘虜，他們覺得這里是最安全的，而且戰(zhàn)俘們都堅(jiān)信還有一個(gè)月就能結(jié)束戰(zhàn)斗，他們就可以回家了，魏巍提醒他們不要做白日夢(mèng)，他們會(huì)在戰(zhàn)俘營待很久。
魏巍向戰(zhàn)俘營負(fù)責(zé)人于中智了解了美軍戰(zhàn)俘的情況，建議對(duì)他們進(jìn)行思想改造，于中智讓戰(zhàn)士們高唱那首雄赳赳氣昂昂的歌曲，他激動(dòng)萬分，魏巍當(dāng)即決定去前線采訪，記錄志愿軍浴血奮戰(zhàn)的英雄事跡。
魏巍在前線的每一天，都被戰(zhàn)士們的精神感動(dòng)著，他迫不及待寫了那首“最可愛的人”，來紀(jì)念那些抗美援朝犧牲的英雄們。38軍112師駐守松骨峰，師長楊大易親自督戰(zhàn)，三連的戰(zhàn)士們負(fù)責(zé)阻擊美軍，他們一共打退了美軍四次進(jìn)攻，至少還有堅(jiān)守九個(gè)小時(shí)，連長戴如義和指導(dǎo)員楊少成爭(zhēng)先恐后帶兵阻擊敵人，終于完成了任務(wù)，戴如義和楊義成戰(zhàn)死沙場(chǎng)，魏巍目睹了這一幕，他的心被深深觸動(dòng)。
戰(zhàn)斗結(jié)束，楊大易來松骨峰吊唁那些犧牲的戰(zhàn)士們，耳邊響起那首雄壯有力的“中國志愿軍軍歌”，魏巍發(fā)誓要把他們的事跡全部記錄下來。警衛(wèi)員詹浩然帶魏巍來到最前線，前面就是美軍的陣地，詹浩然保證好好保護(hù)魏巍，讓他用筆記錄下來戰(zhàn)場(chǎng)上的一切。
美軍地面部隊(duì)總司令李奇微看大勢(shì)已去，他決定放棄漢城，任憑韓國軍隊(duì)指揮官苦苦哀求，他毅然決然坐車離開了。連長李響得知魏巍從北京來，就向他詢問自己偶像毛澤東的身體狀況，得知毛澤東很健康，李響才放下心來。
中國志愿軍攻克漢城，文工團(tuán)的戰(zhàn)士們?cè)诮诸^演出，彭德懷收到戰(zhàn)報(bào)，得知美軍要卷土重來，他立刻進(jìn)行周密部署。
彭德懷來找38軍副司令韓先楚，讓他這支萬歲軍以及50軍對(duì)付重新來犯的美軍，向他詳細(xì)講述了現(xiàn)在面臨的補(bǔ)給困難，以及這次美軍的來勢(shì)洶洶，韓先楚發(fā)誓保證完成任務(wù)。
魏巍目睹了戰(zhàn)士們不治身亡，他很痛心，連長王熙拜托魏巍把犧牲的戰(zhàn)士都記錄下來,美軍向志愿軍所在的漢江350.3髙地發(fā)起進(jìn)攻，營長曹玉海帶領(lǐng)戰(zhàn)士們奮起反抗，可美軍越來越多，教導(dǎo)員方新抱起炸藥包和美軍同歸于盡，可美軍還源源不斷沖上來，曹玉海打電話向團(tuán)長匯報(bào)情況，他知道這次會(huì)戰(zhàn)死沙場(chǎng)，拜托團(tuán)長對(duì)他未婚妻的身份保密，讓未婚妻再找被人結(jié)婚。
曹玉海帶領(lǐng)戰(zhàn)士們?cè)⊙獖^戰(zhàn)，最后死在陣地上，他手里死死攥著未婚妻臨行前送她的手帕。詹浩然帶魏巍來到髙地，看到了曹玉海臨終前寫的兩封信，一封是給未婚妻的，一封是給軍工部門，提出了改進(jìn)武器的建議，魏巍心里五味雜陳，他一回國就奮筆疾書，寫下來在朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)所見所聞和心理感受。
人民日?qǐng)?bào)總編把魏巍的文章刊登在頭版頭條，毛澤東從頭至尾看完，當(dāng)場(chǎng)批示“印發(fā)全軍”，讓每個(gè)戰(zhàn)士都學(xué)習(xí)志愿軍的英雄壯舉。毛澤東翻出毛岸英的遺物，毛岸英的音容笑貌言猶在耳，眼前卻陰陽兩隔，他傷心地老淚縱橫。
志愿軍新兵集結(jié)完畢，他們即將開赴前線，新兵黃繼光發(fā)誓要程瑋最可愛的人。志愿軍羅盛教和戰(zhàn)友們一起趕赴朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)，幾名少先隊(duì)員來送他們，還給他系上紅領(lǐng)巾。抗美援朝犧牲的志愿軍戰(zhàn)士的奶奶來找魏巍，向他要寫孫子的文章，魏巍感覺自己做得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，就向陳沂請(qǐng)示，想記錄更多戰(zhàn)士的事跡，陳沂全力主持他。魏巍再次回到朝鮮，走訪了前線回來的戰(zhàn)士們，向他們了解了更多的英雄事跡。
黃繼光和戰(zhàn)友們一起看電影，被其中的情節(jié)感動(dòng)，他在后來的戰(zhàn)斗中用胸口堵?lián)屟郏恍覡奚Ａ_盛教和戰(zhàn)友們一起練習(xí)投手榴彈，突然看到朝鮮的小朋友落入冰窟窿，羅盛教奮不顧身跳進(jìn)去救人，他拼盡全力把孩子托出水面，自己卻沉入水底英勇犧牲，年僅21歲。
畢武斌和機(jī)組成員執(zhí)行轟炸任務(wù)，掩護(hù)陸地上部隊(duì)作戰(zhàn)，結(jié)果再遇美軍三十余架飛機(jī)的圍追堵截，畢武斌駕駛轟炸機(jī)和美軍同歸于盡。1953年，美軍簽署停戰(zhàn)協(xié)議，三年的抗美援朝戰(zhàn)爭(zhēng)也終于結(jié)束了，彭德懷也在停戰(zhàn)協(xié)議上簽字，可他心里還有隱隱不安，擔(dān)心美國人不會(huì)遵守協(xié)議。
彭德懷回國前來慰問堅(jiān)守陣地的戰(zhàn)士們，戰(zhàn)士用打下來的飛機(jī)殘片做的筷子送給彭德懷，彭德懷很感動(dòng)，答應(yīng)回去分給毛澤東和周恩來他們，最后，彭德懷向戰(zhàn)士們致敬。魏巍從安東浪頭機(jī)場(chǎng)乘坐直升機(jī)回國，不由地想起那些為國捐軀的英雄們，仿佛看到他們就活生生坐在旁邊，魏巍的眼淚奪眶而出。
1950年，中華人民共和國成立后第106天，秦子衿和妹妹秦子佩來到天安門廣場(chǎng)，她們倆很興奮，秦子衿的身體里還殘留一顆子彈，她耿耿于懷的是位于東交民巷的美國領(lǐng)事館還有駐軍。與此同時(shí)，李響帶解放軍來到美國領(lǐng)事館，領(lǐng)事柯樂柏硬著頭皮出來，李響向他宣布了一道驅(qū)逐令，因?yàn)橹忻罌]有建交，他們只是普通美國公民，不能繼續(xù)住在大使館，柯樂柏只好乖乖離開，秦子衿和秦子佩看到這一幕，心里別提多開心了。
身在錢學(xué)森和郭永懷志同道合，他們倆一心想回國參加建設(shè)，可美國政府把錢學(xué)森的八個(gè)行李箱全部扣押，不許他離開住處，隨后，美國特工又把錢學(xué)森抓走。天津文工團(tuán)的作曲家王梓來到北京，親眼目睹了物理學(xué)家鄧稼先回國，人們夾道歡迎，鄧稼先激動(dòng)萬分，帶著大家一起高唱國歌，王梓在一旁伴奏。
王梓乘坐火車從北京回天津，他靈感大發(fā)，當(dāng)場(chǎng)寫了幾句歌詞。王梓冒著大雨回家，身懷六甲的妻子王慧芬正在家里等他，王梓迫不及待哼唱起來新寫的歌曲，王慧芬突然腹痛難忍，眼看孩子就要出生了，王梓趕忙把她送去醫(yī)院，王慧芬生了一個(gè)女兒，王梓抓緊一切時(shí)間寫完那首歌。
王梓在收音機(jī)里聽到自己寫的那首“歌唱祖國”，他興奮地跟著一起唱，王慧芬也為他高興，王梓當(dāng)即決定要參加抗美援朝志愿軍，王慧芬也不便阻攔。1955年，李四光和錢三強(qiáng)在廣西梧州發(fā)現(xiàn)鈾礦石，他們第一時(shí)間來向毛澤東匯報(bào)，鈾是制造原子彈最重要的原材料，周恩來建議讓地質(zhì)學(xué)院的學(xué)生們提前畢業(yè)去開發(fā)鈾礦。
毛澤東不想再被外國列強(qiáng)壓迫，讓李四光和錢三強(qiáng)盡快著手原子彈的開發(fā)。秦子佩放棄了保研的名額，主動(dòng)要求參加地質(zhì)隊(duì)，秦子衿在新華社做記者，她來到火車站送她，苦苦規(guī)勸她不要放棄保研，可秦子佩覺得自己的工作更有意義，她想秦子衿保密。
秦子佩和同學(xué)們來到湖南郴州的大山深處探測(cè)，很快找到鈾礦脈，秦子佩想用這次的成果作為獻(xiàn)給國慶的禮物，她親自到懸崖峭壁上勘測(cè)，終于發(fā)現(xiàn)了礦脈的中心，她很開心，突然腳下一滑摔落山崖。
秦子衿來為秦子佩送葬，她傷心地痛不欲生，至今不知道秦子佩是做什么工作的，沒法向老父親交代。秦子佩的父親秦元是火箭專家，他得知秦子佩的死訊，傷心地?zé)o以復(fù)加。錢學(xué)森向祖國發(fā)出了求救信，美國留學(xué)生走上街頭游行示威，強(qiáng)烈要求放錢學(xué)森夫婦回國，美國政府迫于壓力，只好把錢學(xué)森和蔣英回中國。
錢學(xué)森和蔣英終于踏上了回國的輪船，他們倆站在甲板上百感交集，一起高唱“歌唱祖國”。錢學(xué)森一回國就被請(qǐng)到中央軍委講課，陳賡親自在大門外迎接他，陳毅和聶榮臻等開國大帥都在場(chǎng)，錢學(xué)森發(fā)誓要從今天開始創(chuàng)造奇跡，成立中國的火箭軍。
鄧稼先來找機(jī)械部部長錢三強(qiáng)報(bào)到，錢三強(qiáng)邀請(qǐng)他參加火箭炮的研發(fā)，可從今以后鄧稼先就要從學(xué)術(shù)界消失，不能發(fā)表論文，不能公開發(fā)表任何言論，對(duì)親人要保密，而且是無限期的，鄧稼先愿意遵守這樣嚴(yán)苛的要求。
鄧稼先妻子許鹿希是醫(yī)院的醫(yī)生，她下班匆匆趕回家給孩子們做飯，看到鄧稼先已經(jīng)做好了，還把孩子們哄睡著了，許鹿希大惑不解。鄧稼先拼命討好她，這更讓許鹿希一頭霧水，飯后，鄧稼先把許鹿希叫出來單聊，他要換工作了，可能會(huì)消失很長時(shí)間，許鹿希理解他的不得已，也沒有多問，鄧稼先緊緊摟著許鹿希，兩個(gè)人像以前一起哼唱“楊家將”。