剧集讲述百年党史，既是重大革命历史题材又是重大现实题材。沉浸式音乐剧元素的巧妙深度融入，让音乐成为推动剧情发展的正面力量，串起从大革命到新时代的重大事件和人物。同时，与“歌以叙志、舞以宣情”的中国古典美学一脉相承。剧集首度采用百年党史的“通史”表达，在剧情中对百年党史进行全景式描绘和传播，让《百炼成钢》不仅是对建党百年的献礼，更是为当下年轻人创造了一次与先辈跨越时空的价值碰撞和对话。
2006年，南方某县城，女大学生尹露遇害，由于线索的缺失，案件侦破迟迟没有进展。连舟是尹露男友，为寻找真相，不顾所有人反对，毅然搬到了尹露最后出现过的古城，以送煤气罐的工作为掩护，开始了大海捞针似的调查。在此期间，连舟与负责案件侦破的刑警付翔结下了深厚友谊，连舟也从一个年轻莽撞、一意孤行的青年，慢慢成长变得稳重冷静、细思熟虑的成年人。整个调查过程中，一次意外长时间的昏迷后，因牵扯到案件里的人事物的遭遇变化，也不禁令连舟更进一步反思自己的所作所为为自己和他人的人生带来什么样不同的意义。
郎芯玉。（张凯丽 饰）是一个坚强自信的母亲，她一生都为两个女儿操心。在她看来，小女儿悠悠（张佳宁 饰）性格柔顺，缺乏主见，她认为悠悠应该选择一个靠得住、有责任心的伴侣，然而，悠悠却选择了一个自由散漫、不上进的男友魏晓东（曹炳琨 饰）。另一方面，大女儿裴岚（杨雪 饰）性格强势独立，郎芯玉希望她能找一个性格平和、包容的伴侣，但裴岚却选择了一个跟她一样强势的港商男友黄浩然（尹子维 饰）。 郎芯玉对女儿们的选择感到不满意，她极尽所能地劝说她们重新选择。女儿们是否会听从母亲的劝告，重新考虑自己的选择呢？而对于年过半百、风韵犹存的郎芯玉来说，她自己的晚年生活又会迎来怎样的第二春呢？
故事围绕着王大山一家展开，原本风平浪静的三口之家由于一个“意外之客”闯入，自此多了鸡飞狗跳又倍感温暖治愈的变数。突然之间，王大山发觉闺女小咪的亲爸竟另有其人？更让人心头一紧的是，这人竟是闺女的偶像柯雷？当稳定的家庭关系被打乱，当血缘和养育被放置在天平的两端，当“爱”被以番位细数，这个非典型家庭的相处法则亟待升级更新，所有人对于“家与爱”的理解在悄然之间发生改变。
苏劲（佟丽娅 饰）是一名标准的北漂女孩，在北京，她邂逅了名为张赫名（李乃文 饰）的北京男孩，两人之间产生了真挚的感情，在一起一晃就是好多年。苏劲和张赫名都将彼此视为是注定要携手步入婚姻殿堂的人选，然而张赫名的母亲却并不这么想，这位挑剔的北京婆婆总是看不惯苏劲的外地人身份，对她格外严格，最终，拗不过儿子的执着和坚定，这门婚事总算落定了。 然而，平静的生活还没过多久，张赫名青梅竹马的玩伴卓惠娜（文梦洋 饰）就开始三番五次的出现在张赫名的身边。猜忌和不信任之中，苏劲和张赫名之间的感情产生了裂痕。
姜德顺一大家子除了他全是女将，上有传统老母亲和洋派的丈母娘，下有粗线条女儿姜天和理智侄女姜亭，再加一个爱八卦的寡居嫂子。新婚的姜天生下宝宝袁幸福，荣升爷爷的姜德顺还没来得及高兴，就迎来接二连三的风波：先是姜天夫妇的婚姻危机；又是公司财政危机，老板丢下烂摊子潜逃。姜德顺迎难而上，一边处理家庭的纷争，一边扛起债务将公司重新带入正轨。经调查，孩子的基因原来是祖辈的隔代遗传，国内外早有先例，但此事又勾起了姜德顺对前妻贾依云的思念与牵挂。姜德顺专程赴美寻亲，一番阴差阳错，却与贾依云在国内相遇。姜德顺用爱和包容感化了贾依云，两人解开了多年的心结，重新踏上不同的人生道路。经历过风雨，姜德顺带着家人找到了各自的幸福梦。
上世纪二三十年代，满清残余势力复辟之心不死，成立了“宗社决死团”，与日本特务相勾结。爱国青年马盖天是绰号“天狼”的神枪手，他起初遭受蒙蔽，被“决死团”利用，但在看清该组织真面目后毅然与之决裂。马盖天借助福星保安公司的保镖身份，暗中保护日本特务欲加害的目标，并对日方的阴谋明察暗访。在一次次危难时刻，马盖天和他的伙伴们挺身而出，以他们特有的方式打击了日特企图侵占淮西铁路、侵吞上海民族企业等一系列阴谋。这些爱国青年最终在一二八淞沪抗战的枪林弹雨中献出了青春热血。
