在交通极其困难的山区，某部铁道兵来山区修筑铁路的消息传来，老铁匠黄铁锤虽然超过了招募民工要求的年龄，也固执地请求参加修铁路的工作。他的女儿黄丽英也要去参加，他却不同意。待黄铁锤走后，丽英也偷着去了。黄铁锤参加了铁工组，由于思想保守，单纯强调保证质量而忽视了数量，生产进度比别人慢，他的小组因此没能完成竞赛指标。女儿丽英所在的土工小组的成员们，想办法进行技术革新，发明了飞箱运土法，大大提高了工作效率。后来，黄铁锤在老战友铁道兵陈团长的启发和女儿先进事迹的感动下，也有了进步。

　　《喜出望外》编剧：林荫梧、单文；演员：赵擎民(李振海)周刍(何科长)刘江(高科长)陈播(副司令员)邢吉田(刘部长)王润身(炊事员)田平(舰政委)黄意麟(文工团员) 。某渔业生产合作社主任李振海，到沿海某城为渔业生产合作社订造十艘机帆船。因为大家都在跃进，生产任务已排满。后来他来到自己曾服过役的舰上，看到战友们冲天干劲，军舰由自己修，开展了快速除锈法，他很感动，也投入了劳动。在劳动中遇到了修理部刘部长，刘部长介绍他去海军造船厂解决造船问题。他来到造船厂，可惜任务已排到年底，无法满足他的要求。正在这时水兵们提出军舰中修不进厂的口号，这大大减轻了造船厂的任务，因而也就能拿出人力、物力满足李振海的订货任务。当他得知这个消息时，喜出望外。
　　《天空的主人》编剧：杨肇林、艾杨；演员：王毅(辛志滔)魏良炎(刘新元)赵松(刘大爷)陈瑶(政委)郭宪忠(徐甫生)龙佃(王中玉)。海军航空兵某机场气象预报员辛志滔能够把书本理论和实际经验结合起来，研究本地本场上空的天气变化情况，并虚心向老渔民刘大爷学习，用土洋结合的方法预报天气。而刘新元是个死啃书本的预报员，在事实面前，在辛志滔的先进方法影响下，终于完成了准确的气象预报任务，保证了飞行。蒋匪空军驾驶RB--57型侦察机利用高空飞行的性能，搔扰我领空，在我空军地勤人员的保障下，我军飞行员英勇机智地战斗，终于在15000米以上的高空打下了敌机，成了在气象上、飞行上掌握天空的真正主人。
　　《集体的荣誉》编剧：艾杨、单文；演员：王心刚(赵玉林)罗正培(廖吉昌)刘秉章(舰长)哈予刚(汪益群)吴希嘏(舰政委)李春华(枪炮长)。在大跃进形势鼓舞下，海军某舰舰长提出海上射击达75%优秀的指标。舰上前主炮旋回手赵玉林敢想敢干，热烈响应舰长这个口号。有点保守思想的枪炮长认为指标太高，因为训练时间太短，新手太多。以舰政委为中心的先进派与他展开了斗争。水兵们日以继夜地勤学苦练，终于在第一次打海上拖靶时打了个满堂红优秀成绩。在正式打靶前夕，赵玉林病倒了，新换上来的旋回手汪益群也是干劲十足，他学习了赵玉林的钻研精神。赵玉林在病中还坚持参加了献宝会，把自己的经验告诉给汪益群，并提出全能手的倡议，这样在战斗中好手缺员就不会哑了一门炮，影响战斗力。这个倡议得到了首长和水兵的热烈支持。正式射击了，汪益群打了个满堂红优秀，整个舰队的海上射击达到了百分之百的优秀，支队首长祝贺了他们的胜利。他们乘胜前进，向以全能手为中心的新的海上训练任务前进。

　　某学院的毕业生方晴和范钧是感情非常好的一对，分配工作时，范钧响应国家号召，要求去西北工作，在艰苦的环境中锻炼自己。但方晴却不同意这个观点，她想留校作研究生，她认为学校条件好，提高得快。在这两种不同思想的支配下，两个人走了两种不同的道路…

　　陕西关中地区的一个村子，是东风农业社的所在地，那里充满跃进的气息。青年女生产队长李春兰在党支部陈书记的亲自领导下，带领十多个姑娘搞“棉花生产试验田”。她们为这块棉田费尽了心血。李春兰决心要和邻社的植棉能手张秀芳竞赛，她发誓“赶不上张秀芳就不结婚”。棉花的生长一切顺利，姑娘们为棉花打尖、施肥和灭虫，劳动干劲很高。但是，李春兰发现棉花光长高，棉铃和棉蕾却不断脱落。李春兰心中十分焦急，却没有办法治理。陈书记启发她不要在困难面前低头，让她主动找张秀芳，请她来帮助指导。李春兰的头脑开始清醒了，她打算让张秀芳来指导，找出棉花疯长和脱蕾脱花的根源。但是，她的打算遭到了组里一部分姑娘的反对。她们不同意让竞争对手来指导，更猜测她不会来指导。李春兰想都是为了社会主义事业，她坚信张秀芳会来的。张秀芳从县里开完会回来，刚走到田埂上，便听到了东风社棉田出了问题的消息。她顾不得回家，准备赶往李春兰处去看个明白。有些社员认为这样还搞什么竞赛，干脆把红旗送给李春兰算了。张秀芳及时对这些人进行了思想教育，纠正了他们的错误观点。张秀芳来到东风社，发现李春兰她们的棉田脱蕾脱花是由于肥料不纯引起的，便帮助她们加强棉田的后期管理，使棉花生长中的问题得到了解决。经过辛勤的劳动，李春兰的棉花试验田，获得了丰收。李春兰激动地对张秀芳说“你给了我们最宝贵的东西，那就是共产主义风格”。丰收的棉花雪海银山，形成了一幅壮美的图画。

　　抗日战争时期，华北某地。我八路军的一座兵工厂突然发生爆炸，保卫部周部长（浦克 饰）断定是敌人所为，急令侦察科王科长（庞学勤 饰）立即侦办，同时派部队搜索追踪。王科长在搜索途中，发现在一座古庙附近有一具尸体和两把刀，周部长认为古庙里大有文章，他安排王科长以养病为由带虎子（李希达 饰）进庙侦察，奇怪的是庙里只有一老一小俩和尚。小和尚（陈克然 饰）原本不是哑巴，五年前，庙里香火正旺，突然冲进来一伙匪徒把正在念经的众和尚全杀了，幸存下来的小和尚被害成哑巴。通过日夜侦察，王科长发现这里潜伏着一个极其危险的地下特务组织，他们直接受日本特务机关领导，而且正策划下一步破坏活动。紧急时刻，王科长以检查身体为由，准备回去向上级报告。老和尚（田烈 饰）暗窃，准备在途中对王科长下手，可是他高兴得太早了......

　　在一个军医学院的门诊部。一位长期患神经衰弱症并且求遍中西名医的病人向医生提出这样的质问：难道这种病除了吃安眠药就没有别的办法?上尉军医李岩芳是个敢想敢为的青年，受到这个问题的启发，她决心找出新的疗法来治疗神经衰弱症。她从过去在训练班里学习过的旧讲义中发现用奴夫卡因封闭疗法也可以治疗神经衰弱：但是当她把采用新疗法的意见向门诊部主任提出后，不学无术的齐主任自己不敢做主，就去请教挂着“权威”头衔的崔教授。崔教授的落后保守思想和齐主任的权势相结合，形成对李岩芳进行试验的绊脚石。但是门诊部的孙政委却支持了这个试验，他认为李岩芳的想法是大胆革新的尝试，于是试验开始了。试疗需求得病人的同意，病人中有一位范副局长，由于长期神经衰弱已经一年多没工作了，他迫切希望恢复工作能力，因此当他听到要进行新疗法试验，非常兴奋地同意与李岩芳合作了。经过一个月试疗，却未见成效。试疗失败，齐主任更相信教授的“远见”，竟劝阻李岩芳继续试疗。而李岩芳却经受了失败的打击和顽固派的冷嘲热讽，终于找出失败的原因，使得新疗法在这个老病人身上生了疗效。李岩芳为扩大医疗效果，不辞风雨路遥，到对新疗法抱有怀疑的病人家里，说服他们进行诊治，于是这个新疗法开始在一些病人身上起了作用。尽管新疗法已生效，而保守派们战争却固执地不承认这种疗法的价值，他们一味坚持说这是没有科学根据的荒唐疗法，治好了几个病人只是巧合，因此他们借着一次由于护士粗心而发生的责任事故，粗暴地让李岩芳停止新疗法的治疗。但李岩芳相信自己的试验，相信新疗法的实效，在病人的请求下，她继续去出诊，这就更触怒了专横的齐主任，想在群众大会上斗争李岩芳。经过实际调查，出事故的责任护士承认了事故原因，并证实新疗法已治好一百多病人。甚至一位由于神经衰弱而使半边头发发白的青年工人，经过治疗又恢复了黑色。在会议辩论中，群众认清了齐主任和崔教授的真正嘴脸。李岩芳所倡议的新疗法终于被实践、被群众所肯定。

　　中央红军北上抗日后，白匪军卷土重来，红色根据地一夜之间变了颜色，到处充满了血雨腥风。玉梅（田华 饰）的家乡处在白色恐怖之中。党组织受到严重破坏，来不及转移的赤卫队干部和红军家属惨遭毒手。侥幸逃脱的玉梅受到叛徒马玉辉（李林 饰）的百般纠缠，多亏马玉辉妻子协助，玉梅总算逃脱了魔爪。在去东山寻找党组织的途中，遇见另外两个女党员，她们是惠珍（杜凤霞 饰）和秀英（李萌 饰），她们也是被迫上山找党的。三人成立了党小组，玉梅任组长，她们发誓一定找到党组织，领导群众坚持地下武装斗争，等红军打回来，为死难的乡亲报仇。有一次，山上的通信员小程（王春英 饰）到玉梅处取为游击队准备的干粮时，被敌匪首（周文斌 饰）带人包围，为掩护同志脱险，玉梅挺身而出......

　　鲁班（魏鹤龄 饰）在途经四川某地时，看到了一座正在建造的大石桥，但根据赵掌墨师的设计，桥身不能合拢。鲁班为解决这个问题，凿了一块大石头，并将其赠送给了穷姑娘翠儿，作为她的嫁妆。翠儿在桥合拢的关键位置放置了这块石头，成功地解决了桥梁的合拢问题，同时也解决了她的嫁妆之忧。
　　鲁班在江南某地建造宗庙时，面临着材料短缺的问题。他巧妙地运用了“鲁抬梁”和“土堆亭”的方法，利用有限的资源成功建成了宗庙。皇帝要求建造四座宫城的角楼，但规定了极为严格的要求，许多掌墨师都无法完成。连续七个掌墨师被杀后，任务落到了李掌墨师身上，但他也束手无策。鲁班想出了一个巧妙的解决方案，让一个叫巧儿的姑娘按照他的设计制作了一个麦秸秆蝈蝈笼，启发了李掌墨师，最终成功建成了角楼。

　　1938年，我地下党组织在上海的电台被敌人破坏后，延安解放区电台政委李侠（孙道临）来到上海，白天他是一名商人，晚上则躲在阁楼间收发电报，为了进一步做好保密工作，党组织同时安排纱厂女工何兰芬（袁霞）与他假扮成夫妻。两人在工作中产生真情，结为真夫妻。
　　日军通过一系列手段发现 了阁楼间的电台，李侠被捕，虽遭受了非人的折磨，他始终守口如瓶，致使日军以为他仅是为商业电台工作，将他释放。日军投降后，李侠夫妇又同国民党展开了斗争。解放战争即将取得胜利时，电台被国民党发现，李侠接到到紧急撤退的通知，但此时，他又收到两份极为重要的情报。

　　1950年代，晋中某地农村。村长范登高（王秋颖 饰）不热心集体生产，私自进城跑买卖，群众意见很大，民兵队长王玉生（秦汉 饰）对此非常不满，两人发生争执。村长的女儿灵芝（田华 饰）和糊涂涂（郭筠 饰）的儿子有翼（杨启天 饰）都是共青团员，彼此有好感。他们痛恨自己家里人思想落后，灵芝生性泼辣，敢于斗争，有翼则性温胆怯，对落后势力采取妥协态度，灵芝渐渐看不起有翼，最终把爱投向离了婚的玉生。痛苦的有翼认识到软弱给自己带来的危害，他在玉梅（陈琳 饰）的帮助下，同落后观念进行斗争，赢得了玉梅的好感并和玉梅相爱了。在三里湾党支部的领导下，青年人走集体化道路的决心更大了......
　　本片据赵树理小说《三里湾》改编。