剧情详细讲述：
1937年，长江上最后一艘中国海军战舰被日本飞机炸沉。镜头回溯到一百年前，大清朝被列强的坚船利炮轰醒，开始建立第一支近代海军。在船政学堂中，一群聪颖的少年与街上的小流氓打架，认识了小妹。
日本用两条买来的旧船装上炮入侵中国台湾，清政府却向其道歉赔款。学生们参加对抗日军的行动，邓世昌一炮轰飞日军插在台湾岛上的旗子。
中国向西方派出留学海军的青年，刘步蟾、萨镇冰等人发现英国皇家海军学院已有日本学生。小妹常请大家吃家乡菜，带来邓世昌要来接收新军舰的消息。邓世昌的水兵大卫捡到钱包差点被当成小偷，他因耽误归队被邓世昌罚鞭刑。邓世昌等人与日本学生相遇，拍下合影。舞会上，邓世昌与小妹跳舞，大卫用竹箫演奏，詹妮发现他是捡钱包的人。众人在船厂发现日本订购了更新式的军舰。
詹妮邀请大家到她家做客并为大卫处理伤口，小妹与邓世昌探讨中国的航海现状。大家送别邓世昌，詹妮在最后一刻赶到并送大卫照片。实习第一天，小弟被大胡子水手侮辱后将其扔进海中，教官迈克默许这一切。在美国，留美学生热情款待萨镇冰等人。酒吧里，小弟等人又遇挑衅，他一气喝光几瓶烈酒后潇洒离去。清政府将留美学生调遣回国。
军舰在大西洋遭遇风暴，小弟救下洋胡子并与他冰释前嫌。在德国港口，刘步蟾的铁甲舰被限止回国，小妹和詹妮想出妙招使其放行。法军入侵，清政府下令开战但不许先开炮，福建水师被击沉，大卫等人死战不逃。铁甲舰上的人默默望着，詹妮把竹萧祭向水中。
迈克被请到中国担当北洋海军顾问，邓世昌收到小妹送的良犬。北洋海军建军大典上，致远舰的炮击使李鸿章大喜，舰队出访南洋和日本。在新加坡，陈舅公介绍林子涵给小妹做助手，林子涵发现小妹爱吃鱼便学做鱼，陈舅公撮合二人，小妹却无心动。舰队到达长崎，日本海军列队迎接，双方昔日同学重逢但杯酒之间暗藏玄机。上岸购物的中国水兵身后有日本浪人拔刀，宴会上双方将领一度对峙，日方有人提议趁机将中方高级将领一网打尽，中方邓世昌暗中示意小弟动手先抓日方首相。港口中的军舰上，迈克下令开炮轰击日方炮台，刘步蟾急忙阻止，迈克怒训中方总是在强权和暴力面前吃亏。冲突后，日方捡到中方遗落的密码本。光绪违心选择皇后并与珍妃相识，慈禧太后批准李鸿章的购舰计划。
清政府贪污成风，慈禧太后为过寿挪用海军军费修颐和园，北洋海军只好自筹经费，用军舰运煤载客赚钱，邓世昌怒斥。珍妃向慈禧献计让富人捐银买官，慈禧大喜但又暗惊其聪颖起了防心。小弟的夫人想搬去威海，小弟劝她按军规住舰。乞丐大卫出现，原来他在马江海战中幸存。小妹把信交给即将结婚的詹妮，詹妮泪如雨下。邓世昌与小弟为海军腐败担忧，方大人迎娶三姨太，邓世昌派大卫替自己赴宴，大卫装傻搅黄宴席。
日本海军买了新军舰，北洋海军无经费换新式炮且申请经费无果。光绪因无钱而苦恼，珍妃出招动用海军款，慈禧得知后大怒逼其掌嘴。日本新式军舰火力凶猛，牛大人用计逼走迈克，临别向小弟讲出对朝廷、军队和社会风气腐败的担忧。詹妮在香港见到小妹，对林子涵有好感，小妹只觉得与他是友情。
各地革命党计划刺杀朝廷大臣，萨镇冰成为北洋舰队最高级的元老并统领南洋水师。大卫问萨镇冰为何说海军是维护国家主权而非为朝廷平定内乱，萨镇冰解释海军炮口不能对着中国人。萨镇冰要陪新任海军大臣载洵出国争取订购新军舰，他告诉大卫舰队中有知识的青年人易接受新知识，是革命党滋生的土壤，要严加防范。大卫坚定承诺所有人不会背叛，但他私下投身革命党并透露载洵行程。接头人说出刺杀名单，大卫大惊，因萨镇冰也在其中，他劝接头人不要伤害正直的萨镇冰，接头人最终答应尽量避免。大卫想和萨镇冰一起去南方巡视海防，萨镇冰让他留下管好舰队，表示即便有危险也不会放弃购舰机会。无奈之下，大卫只好劝他注意安全，萨镇冰出行前带上手枪。
革命党决定在福州望海楼刺杀贝勒载洵，他们计划用炮弹袭击，但这样会使无辜受害者大大增加，萨镇冰的安危也无法保证。行动前，革命党派人再见大卫索要萨镇冰等人在福州的详细出行计划，而大卫带着北洋舰队巡航到福州海岸。
林子涵想把当时日本的劝降信给华侨们看，但图书馆书籍不能外借，他和小妹决定手抄。东乡平八郎见到乖乖并与她谈论海军，小妹来找女儿，指责日本侵略罪行。各地革命党蜂起，大卫私下参加革命，萨镇冰成刺杀目标。
小妹收到当年学生黎元洪的密信，劝他不要自相残杀，同建共和，她接来詹妮，二人勇闯武昌采访了黎元洪。小弟面对北洋军火烧汉口的暴行，再次拒绝炮击民众，监军牛大人密谋捉拿小弟等同情革命的官兵。深夜，大卫送来小妹的密信，小弟得知他们都是革命党。
萨镇冰看完黎元洪的信，和大卫回忆起他的过往事迹。朝廷让萨镇冰调遣北洋海军去镇压叛军，小妹受同盟会之托前来劝说，萨镇冰深感责任重大。小弟带人夜闯总督府捞林子涵，他拿出总督走私鸦片和毒品的证据要挟，林子涵最终被放出狱。
萨镇冰奉命镇压，对叛军手下留情。革命之火燃武昌，小弟在武昌江面同意了官兵的请求，舰队调转炮口奋然起义，迎来了中国的一个新的时代。
