一九零四年，清朝政府筹建北京到张家口的京张铁路。英俄两国同时争夺修筑权，相持不下。清政府对两方均不敢得罪，只得决定自力修建。一九零五年聘詹天佑为总工程司（今称工程师），外国人嘲笑说：“能修建此路的中国工程司尚未出世。”詹天佑以他崇高的责任感和顽强毅力，以我国自己的力量，克服重重阻碍，终于在1909年修建成举世瞩目的真正意义上的我国第一条自力修建的铁路，揭开了中国铁路史上光辉的一页，大大鼓舞了我国人民的自信心。
随后，詹天佑除接受了修建四条铁路的邀请外，还怀着热望策划修筑从广州到汉口的粤汉铁路，以构成实现和京汉铁路连成一条的、贯通中国南北的大干线。然而，1911年，清政府发出一道把全国商办铁路收归国有的命令，逼迫詹天佑交出粤汉铁路，使詹天佑感到极度绝望。同年，辛亥革命爆发，清廷覆灭，1912年，中华民国成立，新任临时大总统孙中山先生提出“全国铁路网建设”的宏伟规划，同时提出将原计划修建的川汉、粤汉两条铁路合并成立汉粤川铁路公司，并请詹天佑担任会办。

在一间简朴却闪烁着暖人光芒的房间内，一代著名地质学家李四光（孙道临 饰）正伏案工作。他白发苍苍，精神矍铄，专注之余难掩风霜的疲惫。在他的身旁，相濡以沫的妻子许淑彬（俞萍 饰）劝解着他，不要过于劳累。李四光望着妻子，若有所悟，他将妻子带到钢琴前，伴随着激昂的琴声，李四光的思绪回到了年轻时代。1918年，李四光在英国取得硕士学位，他放弃其他国家优渥的待遇，毅然回到正经历苦难的祖国。他在北大担任教授，野外考察期间发现了第四纪冰川化石，然而却受到海内外的质疑，甚至与妻子的感情也出现了裂痕。
饱经战火的中华大地终于迎来曙光，在周总理（王铁成 饰）的亲切关怀和安排下，李四光朝着伟大的理想继续迈进……

1920年代，北平。在一次军阀寿宴棋会上，日本围棋高手松波（三国连太郎 饰）与江南棋王况易山（孙道临 饰）相遇。无意中松波发现况子阿明（沈冠初 饰）天资聪慧，有意收其为徒，松波刚在“天元”位摆下一子，不料，况易山被突然登门的警察抓走。松波救出况易山后，自己归期已到，留下那 盘没下完的残棋。几年后，况易山变卖家业，送子赴日。临行前，他将写有“奋飞”二字的折扇交给儿子，嘱其学好棋艺，日后振兴祖国棋坛。1937年，日寇进行全面侵华战争，已取得“天圣位”的阿明拒绝日当局要他加入日籍的要求，在决定逃回国时被日军杀害。在无锡的况易山，也因拒绝与日军大佐对弈，遭受巨大不幸和屈辱......