在一间俭朴却闪烁着暖人光辉的房间内，一代闻名地质学家李四光（孙道临 饰）正伏案工作。他白发苍苍，精力矍铄，专心之余难掩风霜的疲惫。在他的身旁，相濡以沫的妻子许淑彬（俞萍 饰）劝慰着他，不要过于劳累。李四光望着妻子，若有所悟，他将妻子带到钢琴前，伴随着激昂的琴声，李四光的思绪回到了年青年代。1918年，李四光在英国取得硕士学位，他抛弃其他国家优渥的待遇，决然回到正经历磨难的祖国。他在北大担任教授，野外调查期间发现了第四纪冰川化石，但是却遭到海内外的质疑，乃至与妻子的感情也出现了裂缝。