上世纪五十年代，在工业领域内，技艺精湛的特级技术工人普遍被尊称为“大工匠”。位于东北地区的一家钢铁厂中，便有两位身怀卓越技能的“大工匠”。师兄肖长功(刘佩琦 饰)（刘佩琦 饰）品性刚直，对原则问题从不含糊；师弟杨老三(孙红雷 饰)（孙红雷 饰）性格活跃，行事大胆无畏。在建设社会主义新中国的热潮中，通红的锻件映照着赤诚的心，师兄弟二人在毫厘的技艺较量中展现各自的风采。肖长功知晓妹妹肖玉芳(陈小艺 饰)（陈小艺 饰）钟情于她的师傅杨老三，且已怀有杨老三的孩子，但他因认为杨老三作风不够稳重，甚至怀疑当年在黑暗中触碰肖玉芳的人是杨老三，因而坚决反对肖玉芳与杨老三缔结婚姻。由此，师兄弟二人既相互较劲，又彼此心存怜悯、相互扶持，共同走过了炽热的五十年代，度过了艰难的三年自然灾害时期，也经历了动荡的文化大革命岁月。时光流转中，肖家送别了孩子们的母亲，承受了大儿媳牺牲的悲痛，二儿子也不幸罹患精神疾病，然而，肖长功依然没有许可妹妹与师弟结合。待到改革开放时期，下一代均已成长，各自建立家庭，他们与老一辈一同，面临着企业职工下岗的共同命运。