故事发生在1960年，河南省林县干旱少雨，地处崇山峻岭之间，当地村民要翻山越岭去山涧打水，所以流传了“一辈子只洗三次脸”的传说，水儿姑娘挑着一担水艰难走在山间小路上。红旗渠工程股技术员吴祖太和同事刘洪亮在山上实地勘测，他们望着光秃秃的崇山峻岭，心里说不出的感慨。
同事急匆匆来通知吴祖太，红旗渠工程现场出事了，他们赶忙收起设备往回赶，迎面碰上挑水的水儿，水儿主动让他们喝点水，吴祖太嘴唇干裂出血，可他根本顾不上，就急匆匆赶去现场。林县县委书记吴贵通过喇叭向村民们发出倡议，号召大家帮忙修红旗渠，就能彻底改变村里缺水的情况。
眼看就到家门口了，水儿累得精疲力尽，不小心脚下一滑摔倒在地，肩上的两桶水全部打翻在地，水儿很心疼，趴在地上嚎啕大哭，母亲闻讯赶来，用嘴一口口抢地上的水，还不停地埋怨水儿。
吴祖太发现乡亲们挖错了三米，赶忙过来制止他们，因为八千米的水渠只有六米的落差，而且全在半山腰，一旦出现任何失误，水就引不进来，吴祖太也急得一筹莫展。吴贵听说吴祖太的妻子要来这里，就让王村长多准备点水招待她，吴祖太承诺会尽快想办法，吴贵紧紧拉住他的手不放。
刘洪亮忍不住向吴祖太大吐苦水，吴祖太当即决定去现场盯着，如果挖不通水渠他就不下山。吴祖太带着村民们挖山凿石，王村长全力配合他的工作。刘洪亮带来一个噩耗，吴祖太的妻子在半路上遇到车祸不幸去世了，吴祖太伤心欲绝，他一一翻看妻子遗物，睹物思人，他心如刀绞。
吴祖太迷迷糊糊醒来，看到村民们全体出动，正在争分夺秒挖渠，他强忍心中悲痛加入其中，吴祖太没日没夜挖渠，测量，用工作缓解心中的悲痛。吴祖太在半山腰测量完毕，让刘洪亮把他拉上去，刘洪亮因为体力不支脱手，眼看吴祖太就要坠落山崖，刘洪亮把绳绑在自己身体，把吴祖太拉上来。
经过吴祖太等人和村民的不懈努力，终于挖通了水渠，吴祖太因为劳累过度突然昏迷，恍惚间看到妻子站在眼前，吴祖太再次醒来又进入水渠，突然发生坍塌事故，吴祖太被埋进去，献出了年仅27岁的生命。
红旗渠工程历时近十年，完成总干线全长70多公里，共削平1250座山头，架设151座渡槽，开凿211个隧洞，被称为“人工天河”，在红旗渠修建过程中，先后有81位干部和群众献出了生命，吴祖太就是其中之一。
2002年的北京，陈晃明拿着一张旧照片来找修复师老袁，老袁发现照片模糊一片根本无法修复，当他得知这张照片已经保存了72年，是陈晃明父亲陈毅安临死前留下的唯一的照片，老袁答应试一试。
陈晃明向老袁详细讲述了父母悲壮的爱情故事。故事追溯到1927年，陈毅安和李志强相识相恋十年，陈毅安为了革命东奔西走，他和李志强相聚很短，只能靠书信寄托对彼此的思念。
陈毅安参加了秋收起义，战斗结束他赶忙写信向李志强报平安。1928年陈毅安在井冈山战役中受了重伤，李志强每天在家门口等邮差，却始终没有收到陈毅安的来信，她心急如焚。1929年的秋天，陈毅安拖着伤腿回家，李志强激动地热泪盈眶，帮陈毅安包扎伤口，陈毅安当即决定和她结婚，两个人举行了简单的仪式。
经过李志强精心照顾和护理，陈毅安的伤渐渐康复，李志强埋怨他在井冈山的时候不写信，陈毅安解释每次都写，因为战事激烈送不出去，陈毅安想和李志强拍一张结婚照，陈毅安反复讲明一旦他在战场上牺牲，就会找人给李志强送一封无字信，李志强不许他胡说。
之后不久，陈毅安收到彭德怀的亲笔信，催他尽快归队，陈毅安想马上重返战场，遗憾没有拍结婚照，李志强不舍得，陈毅安就给她讲了井冈山战役中，年仅十六岁战友小张看他受伤，奋不顾身抱起炸药包冲上去，最后英勇牺牲的事迹，李志强含泪听完故事，答应让他归队。临走，李志强把自己怀孕的好消息告诉陈毅安，陈毅安激动万分，答应她生孩子的时候一定回来，李志强把他们俩的合影照片交给陈毅安，陈毅安答应明年三月份回来照全家福。
李志强给未出生的孩子准备衣服和被褥，自从陈毅安离开以后，就再也没回过家，不久，省城爆发了激烈的战事，李志强收不到陈毅安的来信，只能从报纸上搜索每个关于陈毅安的消息。
转眼到了1931年，李志强生下儿子陈晃明，她收到了一封无字信，顿时傻眼了，想起陈毅安临走说的话，可还是不相信他已经牺牲了，李志强误以为陈毅安用特殊的药水把字隐藏，就四处找人帮忙还原，结果都无功而返。
眼看着陈晃明一天天长大，李志强仍然坚信陈毅安会回来。1937年，李志强等来了迟到的噩耗，彭德怀写了亲笔信，她才知道陈毅安在1930年长沙战役中牺牲了，陈毅安年仅25岁，彭德怀随信来寄来了李志强给陈毅安那张合影，李志强仅存的希望全部破灭，她伤心地痛不欲生。
经过老袁的精心修复，终于还原了陈毅安和李志强的那张合影，陈晃明终于看到父亲的模样，他激动地泣不成声。新中国成立以后，毛泽东亲笔签发了首批革命牺牲军人家属光荣纪念证，陈毅安烈士的证书位列第九。
2020年1月24日，武汉爆发了大规模的新冠肺炎疫情，贵州省湄潭县人民医院急诊科的护士杜富佳第一时间向院领导提交了请战书，院长当场驳回，让她回家陪哥哥杜富国。杜富国是解放军南部战区陆军排雷英雄，他在执行排雷任务的时候不幸失去了双臂，双眼被炸瞎，时隔七年第一次回家过年，杜富佳赶忙坐车赶回老家。
全村人都来欢迎杜富国，杜富国从车里下来，杜富佳激动万分，母亲紧紧抱住杜富国，眼泪夺眶而出。当天夜里，全家人坐在一起看春晚，他们被支援武汉的医护人员的行为感动，杜富佳想去抗疫一线，更想留在家陪杜富国，杜富国劝她做好本职工作。
杜富佳忍痛把长长的头发剪短，再次向院里提交了请战书，并且当众表明决心，杜富佳被批准去武汉增援，她瞒着家人奔赴抗议前线。武汉的感染人数与日俱增，杜富佳一来到武汉就投入紧张的抢救工作，她任劳任怨，不怕苦不怕累。
杜富国无法准确使用假肢吃饭，父母看在眼里急在心里，杜富国向母亲求助，母亲含泪喂他吃饭。杜富佳无微不至照顾病人，对他们的要求不厌其烦，杜富佳把管区的病人加了一个群，群的名字就叫“一家人”，杜富佳在群里鼓励他们，为他们加油鼓劲。杜富国在家里努力锻炼，当他得知杜富佳去武汉，就在微信里为她加油，答应会好好照顾父母，让杜富佳安心工作。
重症监护室的病人病情恶化，杜富佳闻讯赶去抢救，尽管医护人员全力抢救，最后还是无力回天，杜富佳每天都能看到病人死在自己面前，她感觉很无助，只好躲在走廊里嚎啕大哭，杜富佳发信息向杜富国求助。病人接踵而至，杜富佳擦干眼泪又投入工作中，她在武汉火线入党，成了一名预备党员，杜富国发信息鼓励杜富佳，让她向前辈多学习。
杜富佳把杜富国加进微信群，杜富国向群里的病患详细讲述了他排雷的经过，鼓励大家不要灰心，积极配合医生治疗，病人们顿时信心倍增，纷纷在群里感谢杜富国。武汉的疫情终于得到控制，2020年4月23日，杜富佳跟着湄潭县医疗队回到湄潭，市民们分列两排欢迎他们凯旋归来，杜富国身穿军装站在人群中，他向抗疫英雄们敬了一个庄严的军礼。