本片通过三代知识分子的经历，以史诗的手法，描述了20世纪中国当代科学和教育家波澜壮阔的奋斗史，塑造了以钱学森、华罗庚、邓稼先、钱三强、朱自清、周培源、吴有训等为创作原型的卓然不凡的艺术群象，生动再现了从抗战爆发的清华北大到烽火硝烟的西南联大，再到新中国诞生之初，一代学子在烽火硝烟中发奋学习长大成人，赴美留学，并取得令世界瞩目的科学成就，最终冲破重重阻挠，毅然返回祖国贡献青春和才华，以满腔热血和拳拳的赤子之心奠基共和国科教大厦的史实。
北宋末年，徽宗小女儿婀娜公主自己到翰林院选了年轻太学士谭义进宫为师并爱上了他，不料谭义刺杀奸臣蔡京未遂亡命天涯。宋徽宗令婀娜远嫁西夏，婀娜却让贴身婢女紫竹替代自己，不料前来相亲的西夏王子却对“假婀娜”一见钟情。婀娜抗旨出宫，带着紫竹，直赴闽南安溪寻找自己心爱的谭公子。西夏王子欲一睹婀娜深爱之人的面目，一路跟踪“假婀娜”，也来到闽南安溪。蔡京派杀手千里跟随婀娜，设下重重陷阱捕杀谭义，婀娜拼死相救。怎奈谭义在家乡已有指腹为婚却未过门的茶女--花溪女，三人在官府的追杀中躲避进深山一座小木屋，婀娜溪女谁都不肯退出情场。为诱谭义露面，蔡京命人将谭义父母尽数杀害，溪女不顾生死，与形似谭义的提线傀儡拜堂成亲并以谭家媳妇的身份送葬。婀娜为溪女义举震撼，忍痛将谭义托负给溪女，自己欲循入空门。闽南斗茶大会，为刺杀蔡京，谭义中计陷蔡京之手，存亡之际，婀娜以公主身份救下谭义。蔡京派人毒杀谭义，溪女为救谭义中毒，临终前复将谭义托负给婀娜，婀娜却无语而去。……蔡京终于在天怨人怒中下野，谭义亦孤身离开京城，来到闽南安溪茶乡做一县令。一年后，他在深山的小木屋里惊讶地看到一个茶女坐在窗前，当那茶女转过脸时，他没想到的是……
