《天河》讲述了南水北调工程建设中的种种艰难与抉择。这项被誉为中国历史上最伟大、最艰巨的惠民工程之一，令身为副总指挥的董望川（李幼斌 饰）承受着巨大的压力，也肩负着各方的殷切期望。为了工程，他几乎将全部精力投入工作，妻子周晓丹（俞飞鸿 饰）同样忙碌不堪。夫妻二人虽然生活在同一屋檐下，却难得碰面，更少有坐下来交流的时间，感情也在日复一日的疏离中逐渐变得冷淡。
董望川最得意的门生、最得力的助手江浩（段奕宏 饰），却在利益面前选择妥协。在工程前线最需要他的时候，他决定跳槽进入一家私人企业，这让董望川深感失望。与此同时，库区居民对故土怀有深厚感情，不愿搬迁，成为工程推进过程中最大的阻力。
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