故事讲述的是那些曾经把青春献给三线建设的前辈，三线精神就是“艰苦创业，无私奉献，团结协作，勇于创新”。2018年10月，中宣部把“三线精神”列为新时代大力弘扬的民族精神和奋斗精神。
1977年，路小青和洪远山都在鲁中地区山北市电讯十三厂工作，他们两情相悦，很快从热恋到谈婚论嫁，洪远山回青岛征求父母的意见。路小青每天翘首期盼他早日归来，梦到她和洪远山去拍结婚照，路小青的心里美滋滋的。
洪远山一回家就把他和路小青谈恋爱的事告诉母亲郑怀英，郑怀英很高兴，可她看到路小青的全家福的时候，立刻态度大变，不许洪远山再回十三厂上班，禁止他和路小青来往，洪远山百思不得其解，苦苦追问其中缘由，郑怀英闭口不谈，就是不同意这门婚事，母子俩发生了激烈的争执。郑怀英气得旧病复发住院，父亲洪培民和妹妹洪文秀都埋怨洪远山，洪远山已经答应和路小青结婚，他没法回去向路小青交代，郑怀英以死相逼，洪远山被迫答应和路小青分手，郑怀英才肯接受治疗，洪远山只好写信向路小青说明原委。
路小青每天盼着洪远山来娶她，却等来一封这样的信，洪远山发誓早晚回来娶她，让路小青等他，路小青因为伤心过度晕倒在地。烧锅炉的公天亮从此路过，他收起地上的信，抱起路小青到医务室，姜大夫给路小青仔细检查，发现她就是低血糖。
洪远山精心照顾母亲郑怀英，郑怀英答应以后有机会告诉他真实原因，洪远山也不再多问，劝郑怀英好好养病。魏建设对路小青情有独钟，可路小青却对他不理不睬，魏建设就找赵存根牵线搭桥，遭到左红卫的讽刺挖苦，赵存根吓得灰溜溜跑走，他碰了一鼻子灰，只好回来向魏建设汇报。
路小青因为低血糖晕倒，她很快苏醒过来，公天亮送她回宿舍，对她嘘寒问暖，还给她两块糖应急，路小青连连向公天亮表示感谢。左红卫工作积极，多次被评为先进个人，她一心想早日入党，每天主动加班到很晚，好朋友招娣和丁亚苓很不服气。
路小青下楼洗衣服，无意中听到她，左红卫和彩霞当选先进个人，路小青一点也高兴不起来。招娣和丁亚苓回宿舍给路小青送饭，无意中在她订阅的新一期无线电杂志里翻到洪远山的那封信，丁亚苓好奇地打开看，大家都知道左红卫喜欢洪远山，没想到洪远山和路小青是一对。左红卫随后回宿舍，她看完洪远山给路小青的信，赌气摔门而走。
路小青进门碰上气呼呼离开的左红卫，才知道她们偷看了洪远山的信，路小青急忙追出来，连连向左红卫解释其中原委，左红卫承认曾经喜欢洪远山，可洪远山不喜欢她，她也不想强人所难，路小青和左红卫冰释前嫌，和好如初。
夏琳来医院看郑怀英，郑怀英得知她还没对象，就想撮合夏琳和洪远山谈恋爱，洪远山一直把夏琳当妹妹，郑怀英认定他还忘不了路小青。左红卫和路小青都来车间加班，左红卫出主意让她去城里给洪远山打电话问清楚。
今晚俱乐部放电影，魏建设早早买了瓜子来等路小青，路小青一直没来，招娣和丁亚苓姗姗来迟，魏建设迫不及待向她们打听路小青的情况，丁亚苓就把洪远山和路小青谈恋爱的事说出来，魏建设气得起身离开，赵存根随后跟来，魏建设向他大吐苦水。公天亮从此路过，警告他们不许诋毁路小青的清白，魏建设看出公天亮也喜欢路小青，对他冷嘲热讽，恶语相向。
公天亮脚有残疾，他在厂里烧锅炉，魏建设取笑他癞蛤蟆想吃天鹅肉，公天亮气得恼羞成怒，对魏建设拳打脚踢，两个人大打出手，赵存根在一旁劝阻，可他们俩根本不听，多亏保卫科的工作人员及时赶来制止。
路小青请了两个小时的假去城里的邮局打电话，前面排了长长的队，路小青只好先回去上班，她想请假去青岛当面向洪远山问清楚，左红卫担心她错过入党宣誓仪式，可路小青心意已决，左红卫透露公天亮为了她教训了魏建设，因此背上警告处分，路小青过意不去，就来找公天亮赔罪。公天亮好奇她和洪远山的关系，路小青谎称他们俩没关系，公天亮也没有多问。
路小青请假坐火车来到青岛，向护士问出郑怀英的病房号。夏琳来陪郑怀英闲聊，洪远山出去打水，迎面碰上路小青，两个人抱头痛哭，洪远山担心母亲听到，赶忙把路小青拉到一边。路小青想和郑怀英好好谈一谈，洪远山劝她不要着急，先住到他家，再想办法劝说郑怀英，路小青也只好作罢。
公天亮很晚才回家，母亲于兰花一直在等他，公天亮极力掩饰，可于兰花早就听说他打架的事，还把这两天的事从头捋了一遍，于兰花让公天亮给左红卫送饺子，他半路上看到路小青晕倒了，就把她送到医务室，过铁林听到魏建设说路小青坏话，就赌气把他打伤了。于兰花因此认定他喜欢路小青，公天亮被她说得百口莫辩。
洪远山把路小青送回家，洪培民提醒怀疑是妥善处理此事，以免影响母亲的病情，路小青只想知道郑怀英为何阻止他们交往，洪培民仔细查看路小青的全家福，详细打听路小青的家庭情况，洪培民猜到郑怀英反对的原因。于兰花是烈属，她认定根红苗正的左红卫最适合公天亮，劝公天亮趁早对路小青死心，而且路小青和洪远山在交往。
由于电讯十三厂地处偏远，厂办小学师资短缺，只有荆老师和邱老师两个人，有一个北京来的老师主动申请来这里任教，柳书记和庞厂长商量给他办一个隆重的欢迎仪式，女工们得知新来的事一名男老师，她们都想看看老师的真容。
洪远山带路小青来看郑怀英，路小青迫不及待想知道郑怀英反对他们俩交往的原因，郑怀英承认当年她和路小青父亲路天霖相爱，他们约好一起从青岛去香港，结果路天霖失约了，郑怀英对此耿耿于怀，路小青坚信父亲不是始乱终弃的人，想让他们俩解开误会，郑怀英根本不听，她坚决不答应洪远山和路小青的婚事，郑怀英因为急火攻心再次晕倒。
夏琳和洪文秀随后赶来，尽管医护人员全力抢救，郑怀英因为受了强雷刺激出现了心衰，医生给她打了强心针，让家属进去和她最后告别。郑怀英把洪远山和夏琳的手握在一起，让他们俩尽快结婚，夏琳满口答应，路小青顿时傻眼了，郑怀英拼尽最后一口气说了临终遗言，如果洪远山不和夏琳结婚，她死不瞑目，说完这句话，郑怀英就与世长辞了。路小青追悔莫及，狠狠打了自己一耳光。
柳书记和庞厂长带领全体职工和学生早早等在厂门口，一起欢迎新来的老师亓宰，汽车一点点开近，英俊潇洒的亓宰从车里下来，身上还背着手风琴，工人们敲锣打鼓，燃放鞭炮，热烈欢迎亓宰的到来。左红卫，招娣和丁亚苓等女工一起欢呼，左红卫对亓宰一见钟情，亓宰也在人群中注意到了左红卫的与众不同。
郑怀英去世以后，洪远山，洪培民和洪文秀以泪洗面，路小青无所适从站在他们面前，洪培民劝路小青明天就回去，让洪远山娶了夏琳，路小青连连向他们全家赔礼道歉，洪培民不想听，强行把她撵走了，临走，路小青发誓再也不和洪远山联系，然后就冒着大雨离开了。洪远山急忙追出来，苦苦恳求路小青不要走，两个人互相检讨，最后站在大雨中抱头痛哭。
庞厂长设宴为亓宰接风，特意找来青工代表作陪，亓宰端起第一杯酒一饮而尽，庞厂长了解到亓宰的爷爷是北京名牌大学的教授，亓宰承认这次支教就是爷爷让他来的，庞厂长很感动。
左红卫加班到很晚才回宿舍，远远就听到厂小学传来手风琴的声音，她循着声音找过去，看到女工们都聚精会神听亓宰弹琴，左红卫听得入神，不小心把窗外的花盆踢倒摔碎，亓宰和女工们闻讯出来，招呼左红卫进来，左红卫谎称来叫招娣和丁亚苓回宿舍，然后就匆匆离开。
路小青含悲忍泪踏上回十三厂的火车，一路上，她的思绪万千，不由地想起她和洪远山曾经许下的誓言，她的眼泪夺眶而出。厂里临时决定提前举行入党仪式，左红卫强烈抗议，直接去找柳书记汇报，建议按照原计划明天举行，路小青今天下午晚一点才能回来，柳书记也无可奈何，市领导明天要来厂里检查工作，入党仪式必须提前举行，路小青只能等下一批了。
魏建设和赵存根本来都是这一批入党，想让厂里报送上大学，毕业以后就是干部待遇，因为魏建设和公天亮打架的事彻底泡汤了，魏建设让赵存根找他姨夫疏通关系，赵存根坚持要靠自己的本事入党。
庞厂长和柳书记带领十几名工人庄严宣誓，从今以后他们就是光荣的共产党员，左红卫拿着党员证出来，路小青急匆匆骑车赶回厂里，当她得知入党仪式提前举行，心里倍感失落，左红卫迫不及待想知道她和洪远山的事。路小青回到宿舍，一五一十讲给她听，左红卫也替她着急，路小青想先回家一趟，找父亲问清楚前因后果。
路小青连夜骑车回家，医院临时有急诊母亲还没有下班，只有父亲路天霖在家，路小青向他打听郑怀英，路天霖承认认识郑怀英，母亲突然下班回来，她早就知道郑怀英和路天霖的事，路天霖当年在青岛的东码头等郑怀英，可她却在西码头，两个人因此错过，路天霖到了英国以后写信给郑怀英，她却音信全无。
左红卫下班回宿舍，丁亚苓向她打听路小青和洪远山的事，左红卫不许她乱打听。洪远山料理完母亲的后事，他迫不及待想回厂里上班，洪培民逼他回去辞职，然后和夏琳结婚，洪远山坚决不干，遭到洪培民的训斥，洪文秀也觉得夏琳更适合这个家，苦苦恳求洪远山不要惹父亲生气，洪远山只好妥协。
由于电器元件太小，外面还有一层保护膜，韩姐之前需要用锯条反复清理，左红卫一连几次出现焊接不牢的失误，她找路小青商量改进的办法，路小青答应下班以后好好研究一下。柳书记把路小青叫到办公室，厂里本来想报送路小青上大学，可她没有赶上入党仪式，只能等下次有机会再说，路小青很失望，可又无可奈何。
路小青出门就碰上公天亮，公天亮邀请她到家里吃饭，路小青正好有事想向他请教。女工们隔三差五给亓宰送水果和点心，他都分给邱老师和荆老师。