日军占领北平，清华大学与北京大学、南开大学师生远赴昆明，在荒地上共同建立西南联合大学。在这片荒凉的大地上，只有土坯房，茅草顶。到了雨季，教室里滴落的雨水打湿了师生的衣裳。即便生活如此艰苦，仍浇不灭学生们拳拳爱国之心。
报纸上，日军轰炸重庆，平民死伤惨重。有志青年沈光耀（王力宏 饰）一封家书，向父母呈禀参军的志愿。可他没想到，母亲大人（米雪 饰）会千里迢迢从广州赶到昆明。沈家是大富之家，家规甚严。照理，家有老不远行。沈家父母拗不过倔强的儿子，才同意他到昆明求学。如今独子想要参军，沈父急火攻心得场大病，沈母奔波数日赶了过来。听到父亲重病，沈光耀便收起了报国之心，继续完成学业。见此，沈母才放心的返回广州。
天空响起了警报声，其他人都跑向旷野的防空隧道，只有沈光耀悠闲的走向锅炉房。每天一碗莲子汤是从小养成的习惯，他正打算烧水时，却听到有人喊他，是吴岭澜教授。吴教授是来取养在笼子里的鸽子，见到有学生在此，自然不会弃他于不顾。陪着吴教授来到防空隧道，师生们躲在凹洞内继续着课业。
吴教授向学生们介绍了泰戈尔的诗，讲解了内在的精神就是“寻找自我的真实”。待轰炸过后，沈光耀看到新建的校园一片狼藉，锅炉房也成了废墟。未来得及躲避的同学和平民或死或伤，哀哭声遍野。这时，沈光耀感受到了泰戈尔诗作中的内含，毅然投笔从戎，加入国民空军。
经过努力训练成为优秀飞行员的沈光耀在享用着美国提供的充足食物时，没有忘记基地外还有忍饥挨饿的穷苦孩子们。每次用餐，他都会多取一些食物，待执行任务返航时，把食物空投到一个偏远的小村落。他还不知道，村落中有个叫陈鹏的孤儿，日后为祖国的核发展事业奉献了自己的青春。
所有的士兵都希望战争结束后能回到父母身边，沈光耀同样如此，但他没能等到那一天。在一次执行任务时，中队遭遇日军王牌战机。缠斗中，多名战友被击落，而跳伞的飞行员成为江面上敌军战舰机枪扫射的活靶子。将敌军王牌飞行员击落的沈光耀也损毁严重无力返航，为保护战友他英勇的撞向敌舰。
