列车员江小天和马青青在高铁上救助了一位因拆迁和养子闹矛盾，携带寿衣准备回老家要自杀的乘客白大爷。白大爷有心脏病、高血压、老年痴呆症，他在高铁上又不甚烫伤了一位参加夏令营的孩子。老人为何要自杀？又该如何找到他的家人？还有烫伤的孩子又该如何医治？这一个个充满了矛盾和冲突的故事背后，给列车员江小天、马青青的工作带来了很大的麻烦。同时，她们在帮助白大爷的过程中，终于了解到白大爷早年丢失的女儿，亡故的老伴，以及流落在民间的文物炼丹炉等，充满了京城民风、民俗的传奇、悬疑故事。
这些故事在首都北京和奔腾的复兴号上，通过出身铁路世家，爱好歌唱的高铁列车员江小天；为人处世大大咧咧，热情如火的女列车员马青青；工作一丝不苟，面相沉稳的高铁列车长鲁常军；文静恬淡，无私奉献的女列车员张爱真等，四位性格截然不同的高铁列车员的工作和生活，展现了她们为中国铁路的运输安全，努力工作、积极奉献的主人翁精神。特别是列车员江小天，他在平凡的高铁工作岗位上，创作了一首《开往首都的高铁》歌曲，夺得了中国好歌声大赛的第一名，成为了一名享誉全国的歌手，也为铁路的文化建设作出了突出贡献。