20世纪上半叶,中国社会正处于历史发展的十字路口,政治局势错综复杂,工人运动风起云涌。在北京西南的古镇长辛店,年轻贫寒的机车厂工人康本善梦想“当大工匠,修最难的机器,造最好的火车”。在党组织的引导下,他与王冉秋、王森、吴世驹等进步分子一起团结工人力量成立工人俱乐部、护送罢工捐款、保护技术骨干、反抗日军侵略、抓捕国民党特务等,并在与各派反动势力斗争的过程中逐渐成长、成熟。建国后,他与王冉秋作为二七机车厂的工程师伉俪,为新型机车研制做出重要贡献,成为了真正的“大工匠”。
故事从1978年讲起,陈福生(滕汝骏 饰)是一名电影放映员,育有一子名为陈焕(许亚军 饰)。干部林汉民(韩小磊 饰)是陈福生的邻居,而他的女儿林平平(原华 饰)和陈焕则是从小玩到大的青梅竹马。在文革中,林汉民蒙冤受罚,而品学兼优的林平平亦因为父亲的政治问题无缘理想中的大学,与此同时,陈焕被师范大学录取,两人从此渐行渐远。之后,林汉民的冤屈遭到了平反,之后,林平平进入了北京大学深造,而她和陈焕之间的缘分亦遭受着种种考验。时间如流水一般静静流淌,在时代车轮飞速向前旋转的同时,陈家和林家,这些小人物的命运被迫裹挟在轮下,不断向前。