該劇根據“七一勛章”獲得者張桂梅事跡改編。張桂梅（宋佳飾）是中國西部山區的一名普通中學女教師，多年間她不斷目睹自己的女學生因家庭貧窮而輟學，在15、16歲的年紀或嫁人生子、或外出打工，這讓張桂梅無比痛心和惋惜。她立志要辦一所全免費的女子高中，讓這些大山里的女孩獲得受教育的機會、能夠考上大學、走出大山，徹底改變命運。2008年，全中國唯一一所全免費的女子高中成立，在沒老師、沒學生、沒經費、沒經驗的重重困境下，張桂梅帶領女高師生們完成了不可能的任務：讓學習基礎極度落後的女高學生們，全部考上了大學。這所女子高中讓一批批女孩走出了大山，改變了命運。然而隨著學校的發展，越來越多大山里貧困女生前來報考，新的問題和困難也隨之而來……