1976年7月27日夜，唐山地区爆发7.8级强烈地震，房屋倒塌，灾民无数。面对即将坍塌的危楼，丈夫方大强（张国强 饰）和妻子李元妮（徐帆 饰）都要去救被困的龙凤胎儿女方登（张子枫 饰）、方达（张家骏 饰）。危急时刻，方大强拦住了妻子，冲进去营救时不幸罹难。李元妮在震后发现，一双儿女被困在一块水泥板两端，若要营救，必然牺牲一方。情急之下，她做出了艰难选择——救弟弟。此事成为方登心中难以磨灭的隐痛。后来，她被军人王德清（陈道明 饰）夫妇收养。高考后，方登（张静初 饰）进入杭州医学院学习，并与研究生师兄杨志（陆毅 饰）产生了感情……方达被救却断了胳膊，李元妮以无私的母爱抚养他成人。成年后的方达（李晨 饰）去杭州闯荡，娶了媳妇小河（王子文 饰），并干出了一番事业。32年后，这家人的命运却因为5·12汶川地震再次发生了交叠……
1976年7月27日，河北省唐山市居民目睹无数只蜻蜓飞离城市，但完全没有在意而各回各家找家人们团聚。深夜凌晨3时42分，一股里氏7.8强震突然袭来，绝大部分市民都在睡梦中而完全措手不及，大部分住宅楼都因结构脆弱而瞬间坍塌，使地震时困于住宅楼里面的住户都被埋在残骸下方。
地震过后，唐山一片混乱、充满哀鸣，所有幸存者开始寻找家人，很多都抱著从废墟里挖出的死去家人遗体痛哭。方家之主方大强因跑回住宅楼试图营救两个儿女方登和方达而丧生，其妻子李元妮继续试图拯救被埋在残骸下的两个孩子，但由于姐弟俩均身处水泥板两边，导致市民只能撬起一边、救出一人。希望两个孩子都得救而苦苦哀求的元妮无法选择，绝境之下眼看著其他人刚要离开而开口说出“救弟弟”，这句话被压在底下的方登听在耳中。当解放军前来援助时，疲惫的元妮和方达被解放军接到城外，而从废墟里被挖出的方登从昏迷中醒来，无依无靠的她被解放军营救。
几个月后，变成“孤儿”的方登由一对解放军夫妇王德清和董桂兰领养，进入解放军生活并在学校学医，她因为惨痛经历而无法面对真正的家人，从此隐瞒身份并跟从养父的姓、改名叫王登。元妮陪伴左臂截肢的方达搬回唐山后，拒绝跟婆婆搬去济南的请求，在抗震棚里住满三年后，才搬回修复工作完成的唐山市。
二十年下来，方登跟著她的养父母在军营长大，一次都没有在他们面前提过自己的亲生家人或经历。她在杭州就读医科大学期间认识同校同学杨志，和他发展为男女朋友关系。大三那年，养母董桂兰因病去世，临终前希望方登能去找她的真正家人，养父王德清此后继续从军且绝不离家。方登随后发现自己怀孕，杨志因惊慌而希望她去堕胎，但方登不肯放弃这个孩子，认为杨志不会尽到父亲责任后，因此自行退学离家出走，为了不被找到而就此断绝跟杨志和养父的一切联系。
随后，方登生下女儿并起名叫点点，跟一位加拿大人亚历山大结婚，开始在各处当英文家教赚钱来抚养女儿。直到1997年时，她回到当时退休养老的养父身边，先为离家的事情认完错后，最终将她儿时被困地震废墟中的真实经历告知养父而得到他的谅解，并被他教导“家人终归是家人”，陪他度完1997年春节。当时的方达即便受到母亲的反对，还是舍弃学业与高考机会，跑出去跟朋友靠打工赚钱为生。他左臂戴上假肢、从骑三轮车载人开始打拼，于几年后同样结婚生子，同样起名叫点点。
2008年5月12日，汶川大地震的发生让许多有经验的唐山市民到场救援，包括当时成为旅行社经理的方达，以及陪丈夫移民到加拿大温哥华居住的方登。学过医而担任医护人员的方登在晚间休息时，听见身旁的弟弟方达跟人讲述他和姐姐76年地震时被压的事情，得知母亲这三十年来痛不欲生后，决定跟弟弟相认并回到家乡。回家后，方登看见母亲元妮已经买好她儿时最喜欢吃的蕃茄，其地震当晚答应隔天给她买回来。元妮最后对女儿跪地痛哭道歉，让不忍心看著母亲继续受苦的方登，彻底走出三十二年的阴霾。多年失散的方家正式团圆，最后一同来到父亲大强的墓前祭拜。