《我和我的父辈》由四个风格各异的故事组成。《乘风》中，马仁兴（吴京 饰）身为冀中骑兵团团长，在艰难的战斗时刻，为了保护百姓转移，将儿子马乘风送上危险的诱敌之路，最终乘风英勇牺牲，但他们的战斗精神激励着众人。《诗》里，火药雕刻师父亲为了航天事业默默奉献，不幸牺牲后，母亲（章子怡 饰）带着一双儿女继续坚守，以坚韧和爱诠释着航天人的伟大。《鸭先知》中，赵平洋（黄渤 饰）敢为人先，抓住时代机遇，成为第一个拍广告的人，在不断的尝试与挫折中，最终收获成功。《少年行》里，来自 2050 年的机器人邢一浩（沈腾 饰）穿越到 2021 年，与怀揣科学梦想的少年小小（刘昊然 饰）相遇，帮助小小实现了科技发明的愿望，也让小小更加坚定了追求科学的决心。影片通过不同时代的故事，展现了父辈们的奋斗与担当。