本剧主要由七个小故事组成
第一个故事《前夜》，是在开国大典前夕，作为升旗设计师的林治远，如何克服困难，最终保障新中国的第一面国旗顺利升起的故事。
第二个故事《相遇》，是以我国每一颗原子弹研究为背景的，讲了一个叫高远的科研人员，为完成保密任务，突然从女友面前消失，最终为国捐躯的故事
第三个故事《夺冠》，讲的是中国女排奥运会夺冠并首获世界大赛三连冠的背景，而最动人的是两个小学生的友谊。男生冬冬热爱打乒乓，小女生最后却出国了。多年之后，冬冬成了乒乓球世界冠军，女生成了归国物理学家，他们在女排再次夺冠时相逢
第四个故事《回归》，讲的是香港回归前夕，外交官为准时升起国旗与英方不屈不挠的谈判，而升旗手也为此反复练习，警队也为此校正时间换帽徽，就是要在那一刻，让香港回到祖国的怀抱，晚一秒都不行。
第五个故事《北京你好》，讲的是2008年的奥运。
第六个故事《白昼流星》，就是讲的是神舟十一号飞船返回舱成功着陆的事。
第七个故事《护航》，讲的是纪念抗战胜利70周年阅兵式中的女飞行员
《我和我的祖国》主要内容包括七个单元。
1、《前夜》主要内容
1949年10月1日中华人民共和国成立前夕，为保障开国大典国旗顺利升起，电动旗杆设计安装者林治远（黄渤饰）争分夺秒排除万难，用一个惊心动魄的未眠之夜确保立国大事“万无一失”。
而护旗手老方（耿乐饰）等千千万万参与开国大典的工作人员和人民群众齐心协力，攻克了一个又一个难题，终于保障五星红旗顺利飘扬在天安门广场上空。
2、《相遇》主要内容
1964年，由于原子弹研发工作保密度极高，同事之间也互不知姓名，在国防科技战线的科研工作者高远（张译饰）三年未与家人联系，后来因病离岗，在公交车上偶遇曾经的恋人方敏（任素汐饰）。
在国家大爱和情侣小爱之间，那一代科研工作者纷纷选择了前者，于是人生从此只有相遇，没有相聚。
3、《夺冠》主要内容
1984年8月8日，中国女排在1984年洛杉矶奥运会夺冠，首获世界大赛三连冠。
而与此同时的上海石库门弄堂，黑白电视机摆在弄堂中间，前排马扎、中间椅子、后面踮起脚尖，邻居们层层叠叠聚在一起观看那场振奋人心的比赛，房顶的天线时不时需要有人手动寻找信号，每当中国队得分，欢呼声仿佛能穿破天际。
4、《回归》主要内容
1997年7月1日，香港回归祖国。为确保五星红旗分秒不差飘扬在香港上空，升旗手朱涛（杜江饰）刻苦训练不懈怠、女港警莲姐（惠英红饰）兢兢业业守平安、外交官安文彬（王洛勇饰）与英国人谈判16轮分秒不让。
修表匠华哥（任达华饰）以精湛的技术确保中英方代表与女港警手表精准确对。
他们是中方外交官、仪仗队军人、香港警察、钟表师傅，身份不同，但他们有一个共同的心愿，在7月1日0点0分准时升起五星红旗。他们在各自的岗位竭尽全力，只为保证香港回归“一秒不差 ”。
5、《北京你好》主要内容
出租车司机张北京（葛优饰）意外获得一张千金难买的北京奥运会开幕式门票。得意洋洋并开启显摆模式的张北京却没想到因为这张门票遭遇了一系列啼笑皆非的风波。
在炫耀一圈后，他遇见了吃着沙琪玛坐出租的四川男孩（王东饰）。男孩不知人情世故，悄悄用800元钱，换走了张北京的奥运会开幕式门票。
6、《白昼流星》主要内容
迷茫落魄的一对少年流浪兄弟沃德乐（刘昊然饰）与哈扎布（陈飞宇饰）在遇到退休扶贫办主任老李（田壮壮饰）后，他们的生活悄然发生了变化。
在老李善意的引导下，他们见证了神舟十一号飞船成功着陆这一重大历史瞬间，也见到了草原寓言中的“白昼流星”，内心受到了极大冲击和洗礼。
7、《护航》主要内容
吕潇然（宋佳饰）作为中国空军飞行队中最优秀的女飞行员，在2015年9月3日纪念抗战胜利70周年阅兵式之前却被意外通知撤出阅兵编排留作替补。
当一架架战斗机滑行起飞，剑指长空临近检阅，作为“备飞”的吕潇然在见证这一荣耀时刻的同时，也完成了自己的使命。
七位导演分别取材新中国成立70周年以来，祖国经历的无数个历史性经典瞬间。讲述普通人与国家之间息息相关密不可分的动人故事。聚焦大时代大事件下，普通人和国家之间，看似遥远实则密切的关联，唤醒全球华人共同回忆。
为保障开国大典国旗顺利升起，林治远（黄渤饰）争分夺秒排除万难，用一个惊心动魄的未眠之夜确保立国大事“万无一失”；为研制中国第一颗原子弹，高远（张译饰）献身国防科技事业，奉献了自己的青春和爱情；为确保五星红旗分秒不差飘扬在香港上空，升旗手朱涛（杜江饰）刻苦训练不懈怠；女港警莲姐（惠英红饰）兢兢业业守平安、外交官安文彬（王洛勇饰）与英国人谈判16轮分秒不让；喜迎奥运之际，出租车司机（葛优饰）将自己视若珍宝的开幕式门票送给了远赴京城的汶川地震孤儿。一个个鲜活生动的普通人的奋斗故事，勾连起一段段难以磨灭的全民记忆。
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