電影一開始有一句發人深思的話，大意是，如果你提前知道自己的一生，是否還會選擇來到這個世界上。有些人會選擇不來，有些人依然會走過這樣的一生。電影在時間上採用了倒敘的手法。
1923年，清華大學學生吳嶺瀾在學校的一次考試中英文、國文都是滿分，物理卻沒有上榜，被分配到了文科班，吳嶺瀾因此很不高興。導師告訴他要活的真實，感受自己所見，所見。泰戈爾訪華時讓清華學子們思考自己國家的文化，和民族的可以拿得出來的東西。他感受到了國學的魅力，沉醉於文學中，成了一名哲學老師。
十多年之後，日軍佔領北平，清華大學、北京大學，南開大學來到昆明合成了西南聯大，新建立的校舍十分簡陋，儘管條件艱苦，學子們的學習熱情卻十分高漲。教室落雨時教授會停止講授，在黑板上寫下，：“靜坐聽雨”。富家子弟沈光耀就是清華大學的其中一名學生。之後，國軍長官來到西南聯大招募飛行員，沈光耀因從小習武輕鬆通過了飛行員測試。
沈光耀的母親得知沈光耀要參軍，母親不遠萬里來到學校。怕兒子還沒有想好怎麼過一生，就把命弄丟了。沈光耀明白母親的苦心，發誓不去當兵。吳嶺瀾就在雲南昆明的當時的西南聯大講學，也是沈光耀的老師，吳嶺瀾把當年聽完泰戈爾的演講所獲得的心得傳授給了學生們。當天，西南聯大又遭到日軍轟炸，看著滿目瘡痍的土地，受苦受難的人民，沈光耀彷彿明白了自己的真心，就是要去做飛行員。在戰場上，飛行員的生命比飛機更珍貴，因為飛行員是極為稀有的，沒一個少一個，飛機卻還可以再造。在人民吃樹根，餓肚子的時候，飛行員們有營養豐富的伙食。一天，沈光耀拿走了餐桌上多餘的食物，駕駛著飛機投向了瘦骨嶙峋的孩子們，其中有一個孤兒，叫做陳鵬。慢慢的，戰友也像他一樣這樣做。長官批評他時，他說，這個時代不缺完美的人，缺的是真心，正義，無畏，同情。
養兵千日用兵一時，日軍不斷空襲各地，光耀和戰友們頑強對抗，光耀幹掉殺死了七名國軍飛行員戰友的日本敵軍後，駕駛的飛機右翼已經嚴重受損，但還可打開降落傘安全降落。日軍軍艦上的日軍，喪心病狂，違反日內瓦公約，還在對降落傘上的不具備作戰能力的國軍飛行員進行射擊，看著昔日一起訓練的戰友們一個個死在空中，光耀為了保全大家，駕駛飛機直撞上日本軍艦，同歸於盡。光耀最後一句話，是，媽，對不起。
二十年之後，沈光耀當初投食的孤兒陳鵬已經長大了，也成為了清華大學研究核導彈的一名學生。陳鵬有兩個一起長大的好朋友，一個是在醫院當醫生的李想，一個是護士王敏佳。一天，三人一起去恩師家中拜訪，卻發現師母正在打罵恩師，並且已經持續好多年了。李想和王敏佳一起寫了一封匿名批評信給師母，但王敏佳卻因為個人書寫習慣被發現了。看字跡不像是一個人寫的，但此時李想正好通過了去支援邊境的申請，不敢承認自己也有參與，王敏佳心灰之時也一人承擔了罪名。師母當著眾人大罵，丈夫和王敏佳有染，號召眾人瘋狂毆打王敏佳，王敏佳因此被人活活打死，同時，李想卻在另一邊接受歡送會。師母也是個苦命人，辛苦掙錢供丈夫上學，丈夫眼界開闊之後卻覺得她粗鄙不堪，不願和她結婚，師母以死相逼才結了婚，但婚後丈夫卻冷淡無比，鬧出人命後師母也跳了井。
陳鵬一直以來都暗戀王敏佳，當他從核彈研究所趕到醫院時，王敏佳已經渾身是血，身邊空無一人，那些作惡的人全部四散而去，陳鵬帶著王敏佳的屍身，想好好安葬王敏佳，不料，天下大雨，王敏佳在雨水的沖刷中，竟神奇的緩回來了一口氣。
從此，敏佳隱姓埋名，建了一座空墳，跟隨陳鵬回了家鄉。李想去邊境做支邊醫生是為了救人，沒想到自己卻成了殺人的推手，看到敏佳的墳墓，心中愧疚萬分。十年後，李想為了解救一對困在雪山中的夫妻，犧牲了自己也救贖了自己，死前他說：逝者已矣，生者如斯。這對夫妻是張果果的父母，為了紀念李想的救命之恩，每年清明節都會帶著張果果去祭奠。張果果畢業於清華大學，現在廣告公司做高層，為了讓公司簽下奶粉公司的廣告合約，張果果找到一家生下四胞胎的貧困戶，並承諾在和奶粉公司合作後，給他們提供手術費。但奶粉公司的合約沒有簽下來，四胞胎的資助也擱淺了。後來四胞胎家人一直打電話給張果果，張果果覺得他們就是還想找自己要錢。但最終得知自己躲著四胞胎的時候，人家只是想把胎毛筆作為禮物送給他，以表示感謝他之前為了能夠幫助他們家人所做的努力。張果果最終也自掏腰包，幫助了四胞胎一家。
無論是什麼年代，總有一些，無畏的舉著時代前進的人，他們真實，優秀，上進，充滿同情心。他們也曾迷茫過，遇到過許多人生的選擇。吳嶺瀾從文從理的選擇，沈光耀求學和參戰的選擇，張果果幫或者不幫的選擇，只要他們堅定自己的信念，知道自己真正追求的東西，都能做到對自己問心無愧。
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