1915年，19岁的农村美术教师徐悲鸿(吴刚 饰)只身闯荡上海，复旦大学校长秘书虽赞赏他的画，又以他过于年轻、在大学讲堂无法服众，拒绝了他。四处奔走未果，徐悲鸿生活困顿，食宿无着，书店小职员黄警顽对他援之以手，徐悲鸿借住在拥挤狭小的职员宿舍，靠画 “谭腿”示意挂图糊口求生。

徐悲鸿的画在偶然的机会得到收藏家黄震之(管宗祥 饰)的赏识，他终于得以安身。

不久，黄震之(管宗祥 饰)破产了，徐悲鸿(吴刚 饰)无处存身，只得返回黄警顽的拥挤宿舍。此时，恰遇明智大学招聘画师画仓颉像，徐悲鸿在众多的应征者中脱颖而出，当上了明智大学的画师。很快，徐悲鸿成为康有为(薛中锐 饰)的叩头弟子，得以饱览康先生丰富的中外藏画，眼界大开，他萌生了留学欧洲的愿望。

同乡蒋梅笙(石维坚 饰)携妻女到上海就职，徐悲鸿与蒋梅笙的女儿蒋小姐不期而遇，在频繁的来往中，蒋小姐利用各种机会主动向徐悲鸿示好。爱情在二人心中悄悄萌生。

蒋小姐有婚约且婚期将至，徐悲鸿(吴刚 饰)惆怅万分，在康有为(薛中锐 饰)的示意下他决定与蒋小姐私奔。徐悲鸿为蒋小姐改名为蒋碧微(刘晓庆 饰)，申办护照。出发的日子到了，蒋碧微按照与徐悲鸿约定的方案，巧妙摆脱父母的控制，秘密出走。临行前留下一封措辞含糊的信，制造自杀假相。

蒋梅笙(石维坚 饰)夫妇在种种猜测后，为应付亲家、平息事态，谎称女儿去苏州探亲暴病身亡。徐悲鸿(吴刚 饰)、蒋碧微(刘晓庆 饰)乘船东渡，前往日本。此后，蒋家又演了一出假出殡的闹剧，遭到某些知情亲戚的指责，十分狼狈。在东京，徐、蒋这对蜜月中的小夫妻充满乐趣地应对游学生活。

徐悲鸿(吴刚 饰)观摩研究日本绘画，颇有收获。在取得父母谅解后，徐悲鸿、蒋碧微(刘晓庆 饰)回到北平。康有为(薛中锐 饰)替徐悲鸿谋到公费留法资格，在等待欧战结束期间，徐悲鸿为生计向北京大学求职。北大校长蔡元培(崔可法 饰)建立了许多学术团体，他聘徐悲鸿为北京大学画法研究会导师。

徐悲鸿日夜沉浸在美术教育和京剧艺术中，与梅兰芳过从甚密。可蒋碧微对这些都毫无兴趣，常常冷嘲热讽，与徐悲鸿发生口角。

徐悲鸿(吴刚 饰)夫妇到了巴黎。徐悲鸿如痴如醉地到卢浮宫等博物馆参观临摹，考入巴黎高等美术学院，并拜著名画家达仰为师。徐还鼓励蒋碧微(刘晓庆 饰)到小学五年级插班学法语，以便进修音乐。徐悲鸿凭着天赋加勤奋，素描、画模特和理论课的考试提前通过，升入油画班，这在中国留学生中是第一人。

徐悲鸿(吴刚 饰)的留学学费供二人生活已捉襟见肘，学费又不时停发，常出现家无隔夜粮的窘况，于是他们移居柏林，但生活依旧拮据，生病都看不起，徐悲鸿却仍然热衷于购买名画，蒋碧微(刘晓庆 饰)和同来留学学习绘画的张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)对他嘲讽不已。徐悲鸿写信给康有为(薛中锐 饰)、蔡元培(崔可法 饰)呼吁集资购画，又到中国大使馆向大使借钱买画，却遭到大使的戏弄和冷遇。

在导师达仰的指导下，徐悲鸿(吴刚 饰)学业精进，在全法美术展览上初露头角。但学费时续时断，夫妻打工也难以度日，此时，画商乘人之危想廉价包下徐悲鸿现在和未来的全部作品以牟利，幸有导师达仰及时提醒，徐悲鸿才没有陷入圈套。

房东之女素珊爱上了张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)，可张道藩与素珊订婚前却向蒋碧微(刘晓庆 饰)示爱。徐悲鸿为张道藩的订婚忙碌，浑然不觉。徐悲鸿准备随在巴黎马场写生时结识的华侨赴新加坡画画集资。对他的异想天开，蒋碧微提出反对。

徐悲鸿(吴刚 饰)仍决定赴新加坡，他在新加坡给陈嘉庚等侨领画像，并向陈嘉庚倡仪建立中国美术馆，陈初始答应，后又疑虑重重。此时，蒋碧微(刘晓庆 饰)却在巴黎与张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)打得火热，宛如情侣。不久后，徐悲鸿、蒋碧微回国，康有为(薛中锐 饰)鼓励徐悲鸿教书第一，然后是画画，为中国美术复兴培养一代新人。

徐悲鸿与浪漫派戏剧家田汉创建了南国艺术学院，第一次上课，他便发现了绘画奇才吴作人。

徐悲鸿(吴刚 饰)在 “南国”教学之余，以田汉、吴作人等为模特创作巨幅油画《田横五百士》，这是中国现代美术史的重要作品。在田汉极力劝说下，徐悲鸿又应聘为南京中央大学艺术系兼课教授。每周奔走于沪、宁之间。最后蒋碧微(刘晓庆 饰)以离婚相威胁，无奈之下，徐悲鸿只得离开 “南国”，与田汉挥泪告别。

黄锟钟请徐悲鸿画爱国志士蔡公时像，徐悲鸿分文未取，而是请福建教育厅资助自己的学生吕斯百、王临乙留学法国学油画和雕塑。此后，徐悲鸿应邀，出任北平艺术学院院长，他登门拜访齐白石(葛存壮 饰)，请他做北平艺术学院教授，齐白石却坚辞不就。

徐悲鸿(吴刚 饰)三次登门请齐白石(葛存壮 饰)出山，齐终为诚意感动，应允。齐白石给学生示范作画，令学生和访华的法国画家折服。齐白石感念徐悲鸿的提携，视徐为知己，以诗画相赠。张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)回国后，弃艺从政，他告诉蒋碧微(刘晓庆 饰)：徐悲鸿因任用齐白石，北平艺术学院掀起倒徐运动。

上下的挤兑下，徐悲鸿只有辞职，返回南京中央大学。

徐悲鸿(吴刚 饰)偶然发现中文系教室窗纸上漂亮的书法，他求贤若渴，因此结识了女学生孙多慈(赵仕瑾 饰)，不久后，孙多慈转到艺术系，成了徐悲鸿的女弟子。为支持田汉的戏剧事业，徐悲鸿批了吴作人三周假，为话剧 《莎乐美》搞舞台美术。徐悲鸿还探访田汉，畅谈别后的甘苦，坦言夫妻失和的抑郁。

中央大学欲以旷课为由开除吴作人，吴作人走投无路时，徐悲鸿(吴刚 饰)想方设法送他去法国半工半读，继续学习绘画。张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)来看蒋碧微(刘晓庆 饰)，发现徐悲鸿 《奚我后》的画稿，似影射当局的无道，便一再追问作画的动机。之后，蒋碧微就 《奚我后》和与孙多慈(赵仕瑾 饰)的关系逼问徐悲鸿，二人不欢而散。

徐悲鸿(吴刚 饰)带学生到南昌写生，结识了穷画家傅抱石，二人深感相见恨晚。徐悲鸿的朴实、亲切扫除了傅妻的紧张忐忑。徐悲鸿亲赴江西省府，向省长保举傅抱石，并以 《奔马》相赠，并将酬金一千元资助傅抱石留学日本。

为购名画，蒋碧微(刘晓庆 饰)又与徐悲鸿(吴刚 饰)争吵。张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)转告徐悲鸿，蒋介石欲出高价请他为其画像，徐悲鸿以马上带学生到黄山写生为名，拒之。纨绔子弟章散不用心写生，只默写画谱，被徐悲鸿当众批评，他怀恨在心。田汉被捕，病在狱中，徐悲鸿找张道藩为田汉争取保外就医。

田汉又写新戏，大获成功。他生活清苦，却拒绝国民党的收买，靠典当度日。徐悲鸿(吴刚 饰)出钱为他赎回衣物，并著文赞扬田汉作词的 《义勇军进行曲》。徐悲鸿欲购国宝级的古画 《八十七神仙卷》，昼夜作画，以筹巨款。孙多慈(赵仕瑾 饰)伴随在恩师身边，鼎力协助，以实现徐悲鸿的夙愿。

张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)向蒋碧微(刘晓庆 饰)挑唆徐悲鸿(吴刚 饰)与孙多慈(赵仕瑾 饰)的关系，不久，学校还有人贴出徐、孙 “师生恋”的揭帖，恶意攻击。徐悲鸿愤然离家，孙多慈也无法继续学习，二人凄然话别，徐悲鸿鼓励孙多慈永远不要放下画笔。在共同攻讦徐、孙所谓师生恋的同时，蒋碧微、张道藩终于苟合。

徐悲鸿决定赴广西投奔抗日的李宗仁。行前，徐悲鸿约见黄警顽，留下钱财，让他化名收购孙多慈的画，以鼓励她不断作画上进。

日寇进逼，南京中央大学内迁陪都重庆，徐悲鸿(吴刚 饰)离开广西漓江回校继续任教。为修复夫妻关系，徐悲鸿百般迁就，细心照顾子女的疾病和学业。张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)将从武汉撤到重庆，蒋碧微(刘晓庆 饰)借外甥考空军的问题，与徐悲鸿大吵，再度把丈夫逼出家门，为自己与张道藩继续秘密往来创造条件。

徐悲鸿(吴刚 饰)没有被个人的痛苦压垮，他要为抗日中的祖国尽力。他应邀赴印度国际大学讲学，准备顺路在新加坡办筹赈画展。为此，到桂林取大批存在山洞的画，写信约孙多慈(赵仕瑾 饰)一见。几日后，徐悲鸿、孙多慈在漓江伤别，从此天各一方。

徐悲鸿(吴刚 饰)办筹赈画展、为名人画像，画展也激励了华侨的抗日爱国热情和民族自信心。蒋碧微(刘晓庆 饰)对徐悲鸿的信只字不回，夫妻关系继续陷于僵局。在重庆求职异常困难的情况下，张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)利用自己教育部次长职权为蒋碧微谋到法语教授、图书馆主任的美差。

徐悲鸿(吴刚 饰)抵达昆明后又举办筹赈画展，为抗战捐款。在一次空袭中， 《八十七神仙卷》十分蹊跷的被盗，徐悲鸿伤心欲绝。得知徐悲鸿马上归来，蒋碧微(刘晓庆 饰)、张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)密议如何继续维持情人关系。徐悲鸿带了许多礼物回家团聚，蒋梅笙(石维坚 饰)、吴作人等前来欢庆。

蒋碧微却当众提出三个方案，表示坚决与徐分手。

徐悲鸿(吴刚 饰)获准筹建中国美术学院，到桂林山洞取书画资料，招聘图书管理员。在考生中，徐悲鸿赏识廖静文(薛白 饰)的端庄、脱俗和书卷气，录取了她。

廖静文(薛白 饰)十分关心孤寂的徐悲鸿(吴刚 饰)，使徐感到意外而温暖。二人感情渐渐拉近，徐悲鸿情不自禁地向廖静文示爱，但廖静文碍于二人的年龄差距犹豫不定。物资匮乏，张大千(马少骅 饰)给徐悲鸿送来稀缺的画纸，并向徐借画。徐悲鸿忍痛割爱，将珍藏的董源的 《溪岸图》奉送。

徐悲鸿(吴刚 饰)举办画展，蒋碧微(刘晓庆 饰)也来看画展，同时向徐悲鸿要儿女抚养费，并注意打量廖静文(薛白 饰)。廖静文终于同意和徐悲鸿结婚，可蒋碧微却给廖静文父亲写信说自己是徐悲鸿合法妻子。徐悲鸿陪廖静文咨询律师，律师说徐悲鸿与蒋碧微原无结婚手续，又分居多年，双方不受法律约束，廖静文才放下心来。

过年，徐悲鸿(吴刚 饰)冒雪步行40华里赶到贵阳看廖静文(薛白 饰)，廖氏姐妹为徐悲鸿的真情感动。徐悲鸿在贵阳登报解除与蒋碧微(刘晓庆 饰)的同居关系，并和廖静文订婚。徐悲鸿带病拼命作画，张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)乘人之危，诱使徐悲鸿将代表作 《灵鹫》卖给美国将军，以复命蒋介石，徐悲鸿断然拒绝。

徐悲鸿(吴刚 饰)一直惦念在沦陷区的齐白石(葛存壮 饰)，年老体衰的齐白石在北平煤奇缺的情况下，宁肯受冻，也拒绝日本人发的配给煤，表现了中国人的骨气。郭沫若来看望徐悲鸿，转送周恩来从延安带来的小米、红枣。郭沫若起草的 《陪都文化界对时局的进言》，响应中共建立联合政府的倡议，徐悲鸿、廖静文(薛白 饰)欣然签名。

让丽丽向父亲要钱。恰逢，徐悲鸿(吴刚 饰)的弟子因艺专人事变动被解雇，徐悲鸿辞去中大艺术系教授，推荐弟子接任。父亲舍弃固定丰厚收入帮助朋友的高风亮节，使丽丽深受感动。在律师的主持下，徐与蒋办理离婚手续。徐悲鸿满足了蒋碧微(刘晓庆 饰)的全部要求，另送她在巴黎学琴时画的 《琴课》，蒋碧微百感交集。

徐悲鸿(吴刚 饰)与廖静文(薛白 饰)结婚，婚后，徐悲鸿将自己的精品画作全部题赠给妻子保存。徐悲鸿携妻回到北平，出任北平艺专校长，齐白石(葛存壮 饰)痛快应聘为艺专教授。在南京，蒋碧微(刘晓庆 饰)佯装公干，到办公室找张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)，请他帮忙要回自家租给英国外交官的小楼。

齐白石(葛存壮 饰)偶然得知国民政府要对吴作人下手，告诉徐悲鸿(吴刚 饰)。为保护吴作人，徐悲鸿让他去欧洲考察、办画展，既躲过危险，又进行艺术交流。蒋碧微(刘晓庆 饰)在 “国大”会议上大出风头，张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)愈加想和妻子离婚。在北平，徐悲鸿约刘金涛(张永达 饰)、黄警顽到家中过年，互赠年礼，徐悲鸿还给二人画画。

突然停电，徐悲鸿摸黑题字，大家亲如一家。

张大千(马少骅 饰)来访，畅谈到西康采风的见闻，然后又赠古画 《风雨归舟图》，答谢几年前徐悲鸿(吴刚 饰)赠他的 《溪岸图》。曾庆江在街头写生，挨了侦缉队的打，徐悲鸿带他找警备司令说理。副官误以为上次买 《奔马》伪造徐悲鸿题词事发，支吾遮掩洋相百出。

最后，司令命侦缉队到艺专当众赔礼道歉。

蒋碧微(刘晓庆 饰)、张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)不正当的关系受到舆论的压力，蒋碧微期盼二人关系早日名正言顺。蒋碧微不许丽丽考北平的大学，张道藩却要丽丽给徐悲鸿(吴刚 饰)写信，以便从中了解徐悲鸿与共产党的关系，丽丽识破了他的图谋。宪兵司令部要抓参加 “反饥饿、反内战”的游行师生，冯法祀(徐铁人 饰)、沈时(杨晨 饰)、苗真等到徐家避难。

徐悲鸿给李宗仁打电话求援，李宗仁下令保护北平艺专。

吴作人回国，联合国教科文组织请他参加美术组，常驻巴黎。张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)极力促成，企图收买吴作人。吴作人拒绝了张道藩的拉拢，决心留在北平参加斗争，徐悲鸿(吴刚 饰)甚喜。南京政府派飞机到北平，接几个大学校长及全家去南京，徐悲鸿名列其中，并对他诱之以出国办画展。

徐悲鸿、廖静文(薛白 饰)坚决不为所动。

张道藩(杨立新 饰)(杨立新 饰)、蒋碧微(刘晓庆 饰)逼丽丽交代与学校里共产党的关系，丽丽被逼无奈服药自杀，被送医院抢救。出院后，丽丽发现父亲给她的十几幅画被蒋碧微盗走。田汉从解放区秘密进入北平，到徐家见徐悲鸿(吴刚 饰)、吴作人、冯法祀(徐铁人 饰)，传达毛泽东、周恩来同志对徐悲鸿的问候，请他留在北平，在美术界多做工作。

田汉与徐悲鸿(吴刚 饰)等交谈正酣时，突逢国民党军挨户搜查通共的嫌疑人，情况十分紧急，廖静文(薛白 饰)巧妙应对。丽丽决心摆脱蒋碧微(刘晓庆 饰)的控制，离家出走，参加了人民解放军。北平和平解放后，徐悲鸿去布拉格参加保卫世界和平大会。在毛泽东、周恩来主持的会议上，徐悲鸿建议把 《义勇军进行曲》定为国歌。

徐悲鸿应邀参加开国大典，登上天安门城楼。画马神童刘勃舒(王子刚 饰)报考美院附中，徐悲鸿教他画马，更教他以真马为师，以天地万物为师。徐悲鸿笔下不同形状的马，奔腾万里!