该剧讲述了建国后年轻技术员常汉卿和战斗英雄金灿烂，为新中国电力机车的研发创新、不断发展，奉献毕生精力的故事。1960年，年轻技术员常汉卿刚留学回来，与从铁道兵部队转业分配到厂里来的女战斗英雄金灿烂相遇了。他们从互相看不顺眼到相知、相爱，克服了来自家庭和外界的干扰，最终结合在了一起。婚后他们一起克服来自生活的种种困难、研究技术，花费了毕生精力共同为中国电力机车的研发、建造作出努力。岁月变迁后，他们的孩子也最终选择了机车建造这一专业，并为中国建造出了世界一流的高铁。

     佟大为 饰 常汉卿；留学归国的电力机车工程师。与金灿烂相遇后，他们从互相看不顺眼到相知、相爱，克服了来自家庭和外界的干扰，最终结合在了一起。婚后他们一起克服来自生活的种种困难、研究技术，花费了毕生精力共同为我国电力机车的研发、建造作出努力。佟大为是一个好的演员，不去想其它东西，认真、专注、努力。佟大为身上有知性的东西，但实际上他还有另外一种潜能，一种刚毅的东西，也会被开发出来。

     蒋欣 饰 金灿烂；铁道兵部队转业的女战斗英雄，从战斗女英雄到保卫科科长再到电力机车司机。与留学归国的常汉卿相遇后他们从互相看不顺眼到相知、相爱，克服了来自家庭和外界的干扰，最终结合在了一起。婚后他们一起克服来自生活的种种困难、研究技术，花费了毕生精力共同为我国电力机车的研发、建造作出努力。蒋欣在电视剧《甄嬛传》中把那个刁蛮专横的妃子演绎的非常到位。她将一个深宫里能够掌握自己命运的“华妃”刻画的淋漓尽致，每一个眼神、表情，以及她仰靠哥哥的权威而为虎作伥的嚣张气焰都惟妙惟肖的展现给观众，用精湛的演技获得好评。

     赵达 饰 冯仕高；政治部副主任的学者，他对金灿烂一往情深，在凝聚士气、团结大家方面做出了卓越的贡献，显示出管理岗位工作人员为机车事业保驾护航的动人面貌。在《神犬奇兵》中，赵达把桀骜又冷酷孤傲的军人形象，演绎的活灵活现，让人爱恨交织。赵达在拍《汶川故事》时，有深陷泥泞中的一场戏，不幸被钢筋插入腿中，痛苦的表演符合剧情，他忍着疼痛坚持拍完这场戏，让全剧组的人称赞敬业。

      李解 饰 姚怀民；江南机车厂创建时期的元老，典型老一辈技术人员行事风格。一家人挤在小房子中生活，人到中年觉得对不住家人，争取评上总工程师改善家里条件。他和常汉卿的理念注定是不同的，后慢慢看到了常汉卿的能力，意识到国家要往前走不是一个人的事情。开始主动帮助常汉卿。李解不仅有着帅气的外形和阳光的笑容，他还有着一种羞涩的张扬。李解具有精湛的演技，他不仅是演技派演员，更具备了偶像的形象和气质。李解把每一个反派角色都诠释得栩栩如生、恰到好处。

     张戈 饰 陈凯；江南机车厂的技术员，愿为建设祖国奉献自己青春的理想主义者。有时虽是个愣头青，但也是常汉卿手下优秀的技术员。他被风姿绰绰的白曼宁所吸引，但他不是她眼中那个可以依靠的对象。他在与汉卿的工作过程中也学到了很多技术知识，最终成长为了一名优秀的工程 。帅气的外表中渗透着一丝从深处传来的忧郁，张戈擅长塑造的形象也是中国男人历来对自己的期望——侠骨柔情。张戈对工作认真敬业，曾因在片场因为爆破戏不慎眼睛受伤的情况下坚持拍摄完，为大家所赞赏。