故事講述的是那些曾經把青春獻給三線建設的前輩，三線精神就是“艱苦創業，無私奉獻，團結協作，勇于創新”。2018年10月，中宣部把“三線精神”列為新時代大力弘揚的民族精神和奮斗精神。
1977年，路小青和洪遠山都在魯中地區山北市電訊十三廠工作，他們兩情相悅，很快從熱戀到談婚論嫁，洪遠山回青島征求父母的意見。路小青每天翹首期盼他早日歸來，夢到她和洪遠山去拍結婚照，路小青的心里美滋滋的。
洪遠山一回家就把他和路小青談戀愛的事告訴母親鄭懷英，鄭懷英很高興，可她看到路小青的全家福的時候，立刻態度大變，不許洪遠山再回十三廠上班，禁止他和路小青來往，洪遠山百思不得其解，苦苦追問其中緣由，鄭懷英閉口不談，就是不同意這門婚事，母子倆發生了激烈的爭執。鄭懷英氣得舊病復發住院，父親洪培民和妹妹洪文秀都埋怨洪遠山，洪遠山已經答應和路小青結婚，他沒法回去向路小青交代，鄭懷英以死相逼，洪遠山被迫答應和路小青分手，鄭懷英才肯接受治療，洪遠山只好寫信向路小青說明原委。
路小青每天盼著洪遠山來娶她，卻等來一封這樣的信，洪遠山發誓早晚回來娶她，讓路小青等他，路小青因為傷心過度暈倒在地。燒鍋爐的公天亮從此路過，他收起地上的信，抱起路小青到醫務室，姜大夫給路小青仔細檢查，發現她就是低血糖。
洪遠山精心照顧母親鄭懷英，鄭懷英答應以后有機會告訴他真實原因，洪遠山也不再多問，勸鄭懷英好好養病。魏建設對路小青情有獨鐘，可路小青卻對他不理不睬，魏建設就找趙存根牽線搭橋，遭到左紅衛的諷刺挖苦，趙存根嚇得灰溜溜跑走，他碰了一鼻子灰，只好回來向魏建設匯報。
路小青因為低血糖暈倒，她很快蘇醒過來，公天亮送她回宿舍，對她噓寒問暖，還給她兩塊糖應急，路小青連連向公天亮表示感謝。左紅衛工作積極，多次被評為先進個人，她一心想早日入黨，每天主動加班到很晚，好朋友招娣和丁亞苓很不服氣。
路小青下樓洗衣服，無意中聽到她，左紅衛和彩霞當選先進個人，路小青一點也高興不起來。招娣和丁亞苓回宿舍給路小青送飯，無意中在她訂閱的新一期無線電雜志里翻到洪遠山的那封信，丁亞苓好奇地打開看，大家都知道左紅衛喜歡洪遠山，沒想到洪遠山和路小青是一對。左紅衛隨后回宿舍，她看完洪遠山給路小青的信，賭氣摔門而走。
路小青進門碰上氣呼呼離開的左紅衛，才知道她們偷看了洪遠山的信，路小青急忙追出來，連連向左紅衛解釋其中原委，左紅衛承認曾經喜歡洪遠山，可洪遠山不喜歡她，她也不想強人所難，路小青和左紅衛冰釋前嫌，和好如初。
夏琳來醫院看鄭懷英，鄭懷英得知她還沒對象，就想撮合夏琳和洪遠山談戀愛，洪遠山一直把夏琳當妹妹，鄭懷英認定他還忘不了路小青。左紅衛和路小青都來車間加班，左紅衛出主意讓她去城里給洪遠山打電話問清楚。
今晚俱樂部放電影，魏建設早早買了瓜子來等路小青，路小青一直沒來，招娣和丁亞苓姍姍來遲，魏建設迫不及待向她們打聽路小青的情況，丁亞苓就把洪遠山和路小青談戀愛的事說出來，魏建設氣得起身離開，趙存根隨后跟來，魏建設向他大吐苦水。公天亮從此路過，警告他們不許詆毀路小青的清白，魏建設看出公天亮也喜歡路小青，對他冷嘲熱諷，惡語相向。
公天亮腳有殘疾，他在廠里燒鍋爐，魏建設取笑他癩蛤蟆想吃天鵝肉，公天亮氣得惱羞成怒，對魏建設拳打腳踢，兩個人大打出手，趙存根在一旁勸阻，可他們倆根本不聽，多虧保衛科的工作人員及時趕來制止。
路小青請了兩個小時的假去城里的郵局打電話，前面排了長長的隊，路小青只好先回去上班，她想請假去青島當面向洪遠山問清楚，左紅衛擔心她錯過入黨宣誓儀式，可路小青心意已決，左紅衛透露公天亮為了她教訓了魏建設，因此背上警告處分，路小青過意不去，就來找公天亮賠罪。公天亮好奇她和洪遠山的關系，路小青謊稱他們倆沒關系，公天亮也沒有多問。
路小青請假坐火車來到青島，向護士問出鄭懷英的病房號。夏琳來陪鄭懷英閑聊，洪遠山出去打水，迎面碰上路小青，兩個人抱頭痛哭，洪遠山擔心母親聽到，趕忙把路小青拉到一邊。路小青想和鄭懷英好好談一談，洪遠山勸她不要著急，先住到他家，再想辦法勸說鄭懷英，路小青也只好作罷。
公天亮很晚才回家，母親于蘭花一直在等他，公天亮極力掩飾，可于蘭花早就聽說他打架的事，還把這兩天的事從頭捋了一遍，于蘭花讓公天亮給左紅衛送餃子，他半路上看到路小青暈倒了，就把她送到醫務室，過鐵林聽到魏建設說路小青壞話，就賭氣把他打傷了。于蘭花因此認定他喜歡路小青，公天亮被她說得百口莫辯。
洪遠山把路小青送回家，洪培民提醒懷疑是妥善處理此事，以免影響母親的病情，路小青只想知道鄭懷英為何阻止他們交往，洪培民仔細查看路小青的全家福，詳細打聽路小青的家庭情況，洪培民猜到鄭懷英反對的原因。于蘭花是烈屬，她認定根紅苗正的左紅衛最適合公天亮，勸公天亮趁早對路小青死心，而且路小青和洪遠山在交往。
由于電訊十三廠地處偏遠，廠辦小學師資短缺，只有荊老師和邱老師兩個人，有一個北京來的老師主動申請來這里任教，柳書記和龐廠長商量給他辦一個隆重的歡迎儀式，女工們得知新來的事一名男老師，她們都想看看老師的真容。
洪遠山帶路小青來看鄭懷英，路小青迫不及待想知道鄭懷英反對他們倆交往的原因，鄭懷英承認當年她和路小青父親路天霖相愛，他們約好一起從青島去香港，結果路天霖失約了，鄭懷英對此耿耿于懷，路小青堅信父親不是始亂終棄的人，想讓他們倆解開誤會，鄭懷英根本不聽，她堅決不答應洪遠山和路小青的婚事，鄭懷英因為急火攻心再次暈倒。
夏琳和洪文秀隨后趕來，盡管醫護人員全力搶救，鄭懷英因為受了強雷刺激出現了心衰，醫生給她打了強心針，讓家屬進去和她最后告別。鄭懷英把洪遠山和夏琳的手握在一起，讓他們倆盡快結婚，夏琳滿口答應，路小青頓時傻眼了，鄭懷英拼盡最后一口氣說了臨終遺言，如果洪遠山不和夏琳結婚，她死不瞑目，說完這句話，鄭懷英就與世長辭了。路小青追悔莫及，狠狠打了自己一耳光。
柳書記和龐廠長帶領全體職工和學生早早等在廠門口，一起歡迎新來的老師亓宰，汽車一點點開近，英俊瀟灑的亓宰從車里下來，身上還背著手風琴，工人們敲鑼打鼓，燃放鞭炮，熱烈歡迎亓宰的到來。左紅衛，招娣和丁亞苓等女工一起歡呼，左紅衛對亓宰一見鐘情，亓宰也在人群中注意到了左紅衛的與眾不同。
鄭懷英去世以后，洪遠山，洪培民和洪文秀以淚洗面，路小青無所適從站在他們面前，洪培民勸路小青明天就回去，讓洪遠山娶了夏琳，路小青連連向他們全家賠禮道歉，洪培民不想聽，強行把她攆走了，臨走，路小青發誓再也不和洪遠山聯系，然后就冒著大雨離開了。洪遠山急忙追出來，苦苦懇求路小青不要走，兩個人互相檢討，最后站在大雨中抱頭痛哭。
龐廠長設宴為亓宰接風，特意找來青工代表作陪，亓宰端起第一杯酒一飲而盡，龐廠長了解到亓宰的爺爺是北京名牌大學的教授，亓宰承認這次支教就是爺爺讓他來的，龐廠長很感動。
左紅衛加班到很晚才回宿舍，遠遠就聽到廠小學傳來手風琴的聲音，她循著聲音找過去，看到女工們都聚精會神聽亓宰彈琴，左紅衛聽得入神，不小心把窗外的花盆踢倒摔碎，亓宰和女工們聞訊出來，招呼左紅衛進來，左紅衛謊稱來叫招娣和丁亞苓回宿舍，然后就匆匆離開。
路小青含悲忍淚踏上回十三廠的火車，一路上，她的思緒萬千，不由地想起她和洪遠山曾經許下的誓言，她的眼淚奪眶而出。廠里臨時決定提前舉行入黨儀式，左紅衛強烈抗議，直接去找柳書記匯報，建議按照原計劃明天舉行，路小青今天下午晚一點才能回來，柳書記也無可奈何，市領導明天要來廠里檢查工作，入黨儀式必須提前舉行，路小青只能等下一批了。
魏建設和趙存根本來都是這一批入黨，想讓廠里報送上大學，畢業以后就是干部待遇，因為魏建設和公天亮打架的事徹底泡湯了，魏建設讓趙存根找他姨夫疏通關系，趙存根堅持要靠自己的本事入黨。
龐廠長和柳書記帶領十幾名工人莊嚴宣誓，從今以后他們就是光榮的共產黨員，左紅衛拿著黨員證出來，路小青急匆匆騎車趕回廠里，當她得知入黨儀式提前舉行，心里倍感失落，左紅衛迫不及待想知道她和洪遠山的事。路小青回到宿舍，一五一十講給她聽，左紅衛也替她著急，路小青想先回家一趟，找父親問清楚前因后果。
路小青連夜騎車回家，醫院臨時有急診母親還沒有下班，只有父親路天霖在家，路小青向他打聽鄭懷英，路天霖承認認識鄭懷英，母親突然下班回來，她早就知道鄭懷英和路天霖的事，路天霖當年在青島的東碼頭等鄭懷英，可她卻在西碼頭，兩個人因此錯過，路天霖到了英國以后寫信給鄭懷英，她卻音信全無。
左紅衛下班回宿舍，丁亞苓向她打聽路小青和洪遠山的事，左紅衛不許她亂打聽。洪遠山料理完母親的后事，他迫不及待想回廠里上班，洪培民逼他回去辭職，然后和夏琳結婚，洪遠山堅決不干，遭到洪培民的訓斥，洪文秀也覺得夏琳更適合這個家，苦苦懇求洪遠山不要惹父親生氣，洪遠山只好妥協。
由于電器元件太小，外面還有一層保護膜，韓姐之前需要用鋸條反復清理，左紅衛一連幾次出現焊接不牢的失誤，她找路小青商量改進的辦法，路小青答應下班以后好好研究一下。柳書記把路小青叫到辦公室，廠里本來想報送路小青上大學，可她沒有趕上入黨儀式，只能等下次有機會再說，路小青很失望，可又無可奈何。
路小青出門就碰上公天亮，公天亮邀請她到家里吃飯，路小青正好有事想向他請教。女工們隔三差五給亓宰送水果和點心，他都分給邱老師和荊老師。