《大决战》首次以电视剧的形式全景展现辽沈、淮海、平津三大战役，呈现波澜壮阔的中国命运大决战。全剧通过讲述战略、战术和战斗三大层面的故事来立体式地表现三大战役，通过丰富多彩的人物，呈现宏大的战争中一个个鲜活的个体。

二十世纪五十年代末，阔家学子林凡清为了继承老师的遗业——畜种改良工作，不惜与恋人上海姑娘许静芝分别。许静芝为了爱情，历尽波折来到新疆，找到心上人时，已是在他的婚礼上。静芝明志不再婚嫁，收养了草原上的孩子茂草，不想竟是恋人林凡清与妻子红柳丢失的儿子。农村姑娘杨月亮赶来兵团与营长齐怀正完婚，齐怀正有苦难言，导致了杨月亮在他和心上人郑君之间的情感波折。为了事业，三个男人紧握双手。历经动荡和改革开放，种羊场两次面临解散的命运，为了保护良种羊的纯正，红柳、郑君和杨月亮先后献出了宝贵的生命。面对表白心意的许静芝，林凡清却不敢接纳，怕玷污了她纯洁的情感。下一代的几个孩子长大成人，分别收获了自己的事业和爱情，许静芝和林凡清也有情人终成眷属。

1976年9月9日，伟大的开国领袖毛泽东同志与世长辞。他的离去宣告了一个时代的结束，也开启了新时代的序幕。祸害华夏大地十年之久的四人帮一朝被除，而千疮百孔的新中国其明天依旧迷蒙不清。已经三度被打倒的邓小平（马少骅 饰）接受中央的安排，重新出来主持工作。此时党内对邓的争论两极分化，而“两个凡是”又预示着左倾错误的继续。十一届三中全会上，邓小平批驳反思的建国以来党在治国方针和思想上锁犯下的错误，此后大力推行国防教育，积极推进经济建设。 将近十年的改革，让羸弱不堪的新中国获得重生的希望，而他便是那个踏出坚实步伐的重要之人……

1937年12月，日军攻克南京，制造了“南京大屠杀”惨案。为实现“三个月亡华”的野心，日军进攻武汉。我军地下党员、国军中校古剑锋在执行刺杀冈村宁次的任务中牺牲。其妻白浪受组织委派，带队营救从南京逃到武汉的握有南京大屠杀影像资料的两个美国医生，经过与日军特务机关生死较量，圆满完成任务。白浪小队又先后接受了除掉日军驻武汉总司令并夺回国宝、粉碎日军与国民党投降派谈判阴谋、炸毁日军大规模杀伤性武器库、营救美军飞行员、勇闯日军101实验所等任务。白浪小分队团结抗日力量，与日军驻武汉特务机关展开了一次又一次的生死较量，最终全部为国捐躯。

进步女学生肖红绣携情报前往红军游击区，途中被保安团团长方兆猛抓捕，又与其子方跃光产生纠葛。肖红绣借方氏父子的矛盾将情报送达，又设法回到方家，跟方兆猛和国民党军队团长敖胜斗智斗勇，协助红军成功还击。肖红绣与方跃光在斗争中渐渐相爱，方兆猛也受影响开始暗中帮助红军。进入抗日时期，肖红绣方跃光并肩战斗，英勇抗击日寇。肖红绣出险招，攻下芦阳城，消灭日军。肖红绣最终回到了方府，方府披红挂彩，为他们举行了一个热闹的婚礼，于萍和方兆猛也出现在他们的婚礼现场。