《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。

1938年4月，太行山区的八路军成功粉碎侵华日军的”九路围攻“。穷凶极恶的日军秘密制定投放生化武器的”蚂蚁行动“及抓捕八路军名医李胜男毁灭生化罪证的计划，企图挽回败局。八路军某部连长杨程奉命带队深入敌后巧妙地救出李胜男。杨程等共产党人为国家为民族抛头颅洒热血的大义精神，感动了执行炸桥任务的谭汉波等国军官兵，毅然决定与八路军联手挫败日军阴谋。杨程等与日军斗智斗勇历尽磨难终于摧毁化学武器，夺得样本罪证。日军为了消灭罪证，对杨程等展开疯狂追杀。杨程等以生命为代价掩护李胜男成功突围。不久，日军在中国太行山区使用化学武器的消息传遍全世界，遭到国际社会的强烈谴责。

北平青年学生高歌冒着生命危险，随北大教授孙振亚投奔抗大，成为抗大学生。以高歌、陈晓婉、梁婷婷为代表的热血青年，从不适应到适应，从当学生到做老师，面对日军鬼子的围追堵截、偷袭扫荡和艰难的生存环境，他们坚定信仰，顾全大局，团结协作，勇于牺牲，从战争中学习战争，既粉碎了敌人各式各样的破坏企图，又提高了组织指挥能力。通过他们的成长经历，从一个侧面再现了抗大，讴歌了抗大传统和精神。

1950年秋，新中国万象更新。某军第七侦察连连长伍千里回乡省亲。伍家长兄牺牲于淮海战役，尚有老三伍万里，顽劣失教，为害渔寨邻里。千里决定带他走正途当兵，兄弟归营，正赶上大军开拔抗美援朝战场。万里初来乍到，结识一群久经沙场的老兵，个个硬骨头真性情。渡过鸭绿江，适逢朝鲜百年不遇的寒冬。团部下令化整为零、潜伏穿插深入敌后。新兵万里初登战场，成了七连的拖累。万里和七连在一系列艰苦战斗中一起成长。机场大战中，七连识破美军伎俩，拯救整个兵团的同时，与主力部队失散。他们寻主力部队至水门桥。水门桥是能左右朝鲜战局的砝码，仅剩三十余人的七连，必须完成炸桥任务。“钢七连”以伟大的牺牲和强大的革命意志，完成了这个足以彪炳史册的壮举。千里牺牲，万里成长为一名有担当的战士，他将用余生践行对哥哥的承诺，重建“钢七连”。

该剧讲述了新中国成立初期，以石兴国、许茹为代表的石油师人，战胜一个又一个艰难险阻，相继开发了玉门、柴达木、克拉玛依、川中、大庆等大油田的故事。