故事开始于八百年前，柯天仁（杨庆煌 饰）虽然拥有一颗善良的内心，却因为其丑陋的外貌而饱受周遭人的欺侮。只有千金小姐白玉莲（况明洁 饰）不嫌弃柯天仁的外貌，不仅如此，她还三番五次的帮助柯天仁渡过难关。随着时间的推移，两人之间产生了真挚的感情，然而，这段感情注定不会有结果，在家人的强烈反对和棒打鸳鸯之下，柯天仁和白玉莲忍痛分手，并相约来世再续前缘。 就这样一晃数百年过去，柯天仁投胎转世成为了玉琳和尚，而白玉莲则化身成为顺亲王府的珍格格。一场意外的邂逅让珍格格想起了两人前世未尽的姻缘，可是玉琳和尚早就把身心全部奉献给了佛祖。
神箭山庄自古以来就以神龙令领导江湖，与神秘组织大堡垒长期抗衡，但未见胜果。与此同时，各门派的高手陆续失踪，令局势更加扑朔迷离。庄主连城的独子连箭为了追寻御用金，假扮成大盗乔三在江湖上行走。大堡垒的堡主楚天威派出手下孤竹无名以保家之身份与箭接触。而箭为夺取御用金，特地向武器世家列家的女当家列枫订制弓箭。枫本是箭未过门的未婚妻，但箭对她心生意欲，却隐瞒了自己未婚夫的身份，积极追求她。然而，枫对箭的行为感到厌烦。 另一方面，来自浪族的女子月影沙丘为了拯救族人于灭族危机，带领族人前往中原寻找能改变族人命运的圣物。为解决资金问题，她决定与箭争夺御用金。在争夺中，月影与箭展开明争暗斗，水火不容。然而，在一次偶然的机会下，孤竹救了连箭，两人因此成为了好友。后来，大堡垒主威对箭十分赏识，命令孤竹招纳箭，否则杀无赦。为了试探箭，他命令箭入侵神箭山庄盗取神龙令，一旦失败即判处死刑。箭进退两难，身陷重重危机。为了生存，他不得不制造假象与神箭山庄结下深仇，并加入大堡垒以探查真相。
新中国建立之初，大难初定，百废待兴。然而国际局势分外险恶，中华人民共和国仍处在风雨飘摇的关键时刻。近有盘踞台湾的国民党政权蠢蠢欲动，时刻准备反攻大陆；外有美国为首的帝国主义伺机推翻新中国，从中渔利。为了与对手和列强抗衡，中共审时度势，敞开胸怀招揽海外的华人科学家归国，共同发展国防事业。感受到了祖国的召唤，钱学森（陈建斌 饰）、邓稼先（郑国霖 饰）、钱三强（杨洪武 饰）等科学家怀着一颗赤子之心，突破重重阻力投向祖国的怀抱。与此同时，国际上风云变幻，中苏关系交恶，抗美援朝战争也令原子弹的阴影进一步威胁中国的安全。 科学家们与祖国人民团结一心，为打造属于自己的“两弹一星”付出了无尽的努力……
1940年上海，丁一（张一山 饰）和顾仰山（韩东君 饰）——一个是潮声剧团的龙套演员，苟安于上海租界中，为生计做眼盲密码专家李约瑟的替身；一个是留洋归来的军统特工，为阻止李约瑟替日工作将其误杀，自此两人产生羁绊，顾仰山将计就计，雇佣丁一继续冒充李约瑟，意图破坏日军密码研究计划。丁一被卷入了这场意外，顾仰山作为“助手”并肩战斗，在潮声剧团老板冼碧云的帮助下，潜伏进日军情报机构。他们不仅要破坏日军密码系统的研制，还得掩饰丁一既不眼瞎、更半点儿不懂密码学的事实。身份背景完全不同的两人，经历过重重考验后，结成生死之交。但丁一亲眼见证共产党人为信仰前仆后继的壮举后，秘密成为了一名共产党员，踏上了与顾仰山完全不同的道路。这双兄弟即将面临着人生道路上的重大考验……
