1947年9月，大连兵工总厂引信厂办公室电话铃声此起彼伏，前线催要炮弹的电报也不断的送到吴运铎的办公桌上，这时朱经理和秦克周各自拿着催要炮弹的电报来找吴运铎。 大连，海边山脚下，“轰”的一声，地动山摇，炮弹的碎片和石块飞向了大海，在实验过程中吴运铎和秦克周发现了还有一颗炮弹并未爆炸。为了保证同志们的安全，吴运铎让大家等待，他自己掐掉了手中的香烟，转身向还未爆炸的炮弹走去。秦克周拦住了他，并掏出小豆子留下的铜板，要和吴运铎以掷铜板的方式决定谁去。秦克周赢了，他微笑着向未爆炸的炮弹走去。吴运铎想起什么，猛然转身追去突然炮弹炸了，两人都倒在了血泊之中。秦克周牺牲了。 浑身是伤的吴运铎被送进了大连最好的医院。手术室里，日本籍外科医生告诉他，如果局部麻醉，起不到什么作用，如果全身麻醉，恐怕再也醒不过来了。怀有身孕的妻子陆平肯求大夫，一定要保住吴运铎的性命。最后在不打麻药的情况下，手术进行了，妻子陆平在医生的允许之下为吴运铎点燃了一支支香烟，他想用此来掩盖这常人难以忍受的疼痛，汗水混着血水从脸上流下，他抽搐着的身体，咬紧了牙关，震撼了在场的每一位医护人员。过度的疼痛让这条铁铮铮的汉子终于昏了过去。昏迷中，吴运铎仿佛回到1941年的苏北…… 侵华的日军炮火像雨点般落在新四军的阵地上，缺少弹药的新四军处于被动挨打的局面。面对日军多次猛烈进攻，战士们冒死坚守着阵地。在这弹尽粮绝之际，军械所指导员吴运铎带领着秦克周、小顺子和兵工们把弹药送上来。可是新四军放出去的迫击炮弹却没有炸响，日军冲上来，新四军掩护吴运铎他们撤退。 在日军扫荡过的村庄，秦克周、小顺子放下腿部负伤的吴运铎。面对新四军战士的责骂和为掩护他们而牺牲的同志，此刻吴运铎的心里无比难受，他深深地鞠了一躬，表示对不起。 日军又一次冲上来，程所长叮嘱吴运铎，照看好捡来的孤儿小豆子，就冲上去，拼死掩护吴运铎转移。 在途中，吴运铎他们救起了农村姑娘陆平，在陆平的指引下，他们顺利地躲过了鬼子的追击。 在新四军师部的办公室里，罗师长提出要吴运铎重建兵工，并在一年内要造出一万发炮弹，六十万发子弹，还必须是打得响的。吴运铎把那颗未炸的迫击炮弹挂在脖子上，郑重地接受了任务。 吴运铎找到了寺庙里的如光师傅，想借用寺庙作为兵工厂，遭到了如光师傅的拒绝。 在吴运铎简陋的办公室，上级派来了上海来的大学生王思翰和辛束。吴运铎十分高兴地带着他们参观生产车间。如此简陋的生产条件使他们震惊，对能否生产出武器表示怀疑。在新同志的欢迎会上，辛束唱起了苏联歌曲《小路》，吴运铎掏出口琴为她伴奏。辛束惊讶地看着吴运铎，露出敬佩的目光。 辛束来到兵工厂已经一周了，但洗澡的问题却一直没能得到解决，吴运铎把这事记在了心里。 王思翰新研制的子弹要求试射，实验场上，两枪哑火之后，吴运铎觉得不对劲，当得知是用铅做的子弹头，吴运铎连忙阻止了王思翰射出第三枪，王思翰不以为然执意放枪，紧急时刻，吴运铎只好夺下枪扔向远处，枪在空中炸了膛。爱面子的王思翰认为吴运铎压制他，两人间产生了隔阂。 这时组织上派来了新的女战士陆平，吴运铎有些惊讶，这个陆平是曾经救过他们的农村姑娘，现在居然是一名战士了。为了感谢陆平当年救命之恩，他要晚上请吃饭。 炉火熊熊，吴运铎用铁钎反复的试着硬度。远处传来辛束教小豆子《唱卖报》。吴运铎受到启发，觉得可以用铜元做子弹头。竟把请陆平吃饭的事忘到九霄云外。 试验成功了，吴运铎派辛束去镇上收购铜元。同时，他巧妙地利用废炸弹壳帮辛束解决了洗澡难题。 一车车的子弹运往前线，罗师长又给他们下达了修复炮弹的指示，但因为没有雷汞，吴运铎决定从旧引信的雷管中挖雷汞出来以解燃眉之急。王思瀚提出这不可能，因为稍有碰撞随时都会爆炸。 辛束催吴运铎吃午饭。无意间发现了泡在水盆中的雷管，她吓呆了！吴运铎解释雷管泡在水中浸透了不会爆炸，辛束稍稍安静了下来，但依然心有余悸。 在去食堂的林荫小路上，辛束告诉吴运铎她是读了一本叫《钢铁是怎样炼成的》书，就决定离开上海来参加革命了。吴运铎很是好奇，辛束动情的朗诵保尔的一段话：“人最宝贵的东西就是生命，生命属于我们只有一次。人的一生应该这样来度过；当他回首往事时，不因虚度年华而悔恨，也不因过去的碌碌无为而羞耻。这样，他在临死的时候就能够说；‘我的整个生命和全部精力，都献给了世界上最壮丽的事业-----为人类的解放而斗争。’”吴运铎听了一遍就能背诵下来，这让辛束十分惊讶。 这时，通讯员来催问炮弹修好了没有，吴运铎立即返回了自己的房间，决定拆开一个个雷管。当他拆到第三种时，雷管爆炸了！吴运铎满身是伤，但仍然挣扎着站起来，告诉冲进来的战友们哪个可以拆，哪个不可以拆，最终倒在了血泊中。他左手的四根手指炸掉了，左眼炸伤，昏死过去。罗师长闻讯赶来，指示医院要全力抢救吴运铎。吴运铎整整昏迷了15天之后才醒过来。醒来后的第一句话，就是要老秦请求军工部批准建子弹厂的同时建炮弹厂。周围的同志们都感动得热泪盈框。 陆平同志主动要求到医院照顾吴运铎。 王思翰决定离开了。他问辛束要不要跟他一起走，辛束拒绝了并希望他也能留下。王思翰觉得辛束是爱上吴运铎了，自己很是失落。 辛束来看吴运铎，并给他带来了梦寐以求的《钢铁是怎样炼成的》。油灯下，吴运铎如饥似渴地看着这部小说。更加激发了他对工作的斗志，带着伤就跑回了兵工厂。小豆子问吴运铎为什么不小心。这时，女院长赶来，要把吴运铎带回医院，发现他的伤口再次大出血。 敌人又一次的扫荡，吴运铎命令兵工厂和家属要撤离，设备尽量转移，临走仍不忘通知寺庙的如光师傅一起转移，再次被拒绝。在撤离时，由于辛束的疏忽，小豆子因捡掉在地上的铜元与兵工们走散，被日本鬼子杀害。小豆子的死让吴运铎悲痛万分，他把这种悲痛化作力量疯狂地工作。一箱箱黄橙橙的子弹运出车间，送往前线，打击敌人。 上级决定派辛束回上海搞一些电影胶片做引信。临行前，辛束把《钢铁是怎样练成的》结尾部分的手抄本拿给他，并告诉吴运铎，在自己心里，他就是中国的保尔。临别前，依依不舍之情难于言表。吴运铎克制住自己的情感，他认为辛束和王思翰在一起更合适，他要辛束多关心王思翰。 在师部办公室，吴运铎为了前线的需要主动留下，把去延安学习的机会让给其他同志。罗师长鼓励他发明新的武器，打击敌人 吴运铎挑灯夜战，终于在现有的资料中发现了一篇关于枪榴弹的文章，经过王思潮的翻译，得到了启示。 在车间里，他用南瓜做出模型给大家讲解原理，兵工们欢心鼓舞。而王思瀚却大泼冷水。于是二人打堵，如果这个试验搞成了，王思瀚就输给吴运铎一只老母鸡。 吴运铎夜已继日地研制枪榴弹，因为是第一次试射，吴运铎怕有危险，就不让王思翰先试。王思瀚因此不满而想要离开兵工厂，吴运铎再三劝说，并把辛束送给自己的歌词转交给王思瀚。 陆平因帮吴运铎洗衣服而被大家开玩笑，女工们问她什么时候跟吴运铎结婚，刚好经过的吴运铎听了若有所思。 远在上海的辛束托军工部带给吴运铎一封信和一瓶香槟，信中写到，她相信我们一定会成功，当胜利的时候，可以打开这瓶香槟酒，并说她很快将带着胶片返回兵工部。 夜晚，陆平给吴运铎送鸡蛋羹，遭到了他的谢绝。吴运铎因自己的伤残和随时都有可能牺牲怕连累了陆平，被秦克周骂了一顿，并告诉他，陆平是真心的。 吴运铎让秦克周把陆平为自己做的鸡蛋羹送给了王思瀚。 师部来信催促枪榴弹的事情。吴运铎带着小顺子伏击鬼子，冒着危险抢到了掷弹筒，加上王思瀚研究出来的数据，枪榴弹终于研制成功，大家激动地流下了热泪。 鬼子又来扫荡。兵工厂需要再次转移。如光师傅来告诉吴运铎：“搬不走的东西，放在寺庙的地道中绝对安全。”吴运铎请如光师傅和他们一起转移，如光师傅说寺在人在。日本鬼子让如光师傅说出兵工厂的设备藏在哪里，如光师傅拒绝了，日本鬼子将其杀害。 夜晚，在兵工厂转移的路上，吴运铎等人惊异地发现远处的火光，辛束被日本鬼子捆在大树上进行逼问。最后鬼子把胶片缠在了她的身上，点燃了胶片。辛束唱起了那首心爱的《小路》，一只燃烧着的口琴从辛束的身上滑落…… 痛苦、扭曲、泪水、愤怒挂在每一个兵工和家属的脸上，更加激发了大家研制武器的斗志。 枪榴弹在反扫荡中狠狠地打击了日本鬼子。罗师长在嘉奖的同时，也给他们下达了研制平射炮的任务。陆平对吴运铎的关心使他感动不已。 为了研究缴获鬼子的炮弹，王思翰把危险留给自己，趁着吴运铎和秦克周私下商量谁来拆炮弹的时候，悄悄把炮弹搬回房间研究，结果被炸死。吴运铎伤心不已，决心把王思翰未完成的事做成。 没有炸药，做不了炮弹，平射炮就是摆设。在大家一筹莫展的时候，美国飞机投下了八颗未炸的巨型炸弹。吴运铎决定从这些炸弹里取出炸药以解燃眉之急。这时，日本鬼子为了不让兵工厂得到这些炸弹，派大部队来围剿吴运铎和兵工们。罗师长指示新四军立即出动狙击日军，保护吴运铎的安全。 一边是新四军狙击日军的激烈战斗，另一边是吴运铎紧张地拆卸炸弹。日军出动飞机，轰炸扫射，陆平赶来护住了吴运铎，二人手上的献 血流在一起。可是，小顺子却牺牲了。 平射炮发出了怒吼，日军的碉堡被摧毁，烈焰冲天！日本军旗和国旗被烧成灰烬。 抗战终于胜利了，庆祝抗战胜利的标语贴满大街小巷。兵工厂院子里篝火熊熊，锣鼓喧天。吴运铎打开辛束留下庆祝胜利的香槟酒。他含着泪水呼唤着牺牲的战友的名字…… 在大连医院的病房里，吴运铎终于从昏迷中醒过来。他为了前线急于出院工作，宁愿锯掉自己的一条腿，来争取更多的工作时间。但妻子陆平坚决反对，才保住了吴运铎的一条腿。当吴运铎得知要上演苏联电影《钢铁是怎么样炼成的》消息之后，不顾自己的身上的病痛，坚持要前往影院观看。 影片中保尔不向命运低头的精神，更加坚定了他的意志，终于站了起来。 但是，吴运铎的眼睛开始越来越模糊了。他告诉自己，一定要在失明之前把美国的M48炮弹测绘出来，以告慰秦克周的在天之灵。 吴运铎锲而不舍，眼睛模糊，他仿佛看到炮弹变成的漫天飞舞的烟花，缤纷多彩，绚丽夺目。 这时响起了吴运铎的心声：“我从心底是不愿研制武器的，我希望有一天这个世界上没有武器，只有和平和安宁。但是如果侵略者要把战争强加到我们头上，我别无选择，为了我的祖国，为了---我愿意献出自己的一切……” 印刷机，装订机吐出长河般的吴运铎的自传体小说《把一切献给党》的各种中外版本…… 永远年轻的吴运铎向我们走来。 在新中国成立60周年的国庆阅兵式上，吴运铎参与组建和领导的兵工企业广大职工展示了扬我国威的丰硕成果。