北方钢厂锻轧车间有两个八级工，一个叫肖长功，一个叫杨本堂，人称杨老三，二人是师兄弟，他们的故事得从遥远的五十年代说起……

那是为欢送苏联专家回国而举办的电影专场，肖长功的妹妹肖玉芳被影片的精彩情节深深吸引。礼堂突然断电，现场一片漆黑，秩序大乱。这时，有人乘黑摸了一把肖玉芳的屁股，肖玉芳一挣扎还撕破了裙子。

杨老三是肖玉芳的师傅，当时正坐在肖玉芳身后，又恰好在断电的混乱之时去了厕所。保卫科把杨老三扣下，要他交代耍流氓之事。杨老三自然一百个不承认。

师哥肖长功认定耍流氓是师弟所为，因为自从杨老三死了老婆，关于他的诽闻就从没断过。肖长功的爱人冯心兰觉得没有证据，不可以兀自断言。

苏联专家叶丽娜对杨老三很有感情，她站出来为杨老三打抱不平。专家撤离在即，苏联方面决定把一台机器P30留给中国。叶丽娜借讲解技术之机向杨老三挑明了爱慕之心，谁知杨老三只问技术，就是不接对方的话茬。叶丽娜一语道破杨老三爱的是他的徒弟肖玉芳。

肖玉芳因病住院，杨老三到医院来看望。在门口与师哥肖长功话不投机，进屋后和肖玉芳位有为医院护士小沈追求杨老三而大吵一架。杨老三骂肖玉芳是“屎盆子”，叫她赶紧调走；肖玉芳坚决不走，发狠说要象狗皮膏药那样贴他一辈子。

肖长功和杨老三共同供养着师傅的遗孀。瞎师母立刻就嗅出了师哥弟在闹不合。

机械车间的大轴坏了，全厂只有杨老三能捋直它，这给正走背字的杨老三了一个露脸的机会。直大轴的这天杨老三手到病除，把肖玉芳佩服得五体投地，她忍辱负重死跟杨老三，正是为了学到这门绝技。

杨老三抓到一个白天来家里偷鸡的孤儿，那孩子的不幸身世和浑身上下的机灵劲叫杨老三心动，于是将他收养了下来，给他起了个正式的名字杨宝亮。

嫂子冯心兰给小姑子介绍了个对象小胡。肖玉芳一开始不大愿意，但很快被小胡在保密厂工作的种种神秘所吸引，二人开始相处。小胡把一个用特殊钢材做的小金鱼送给肖玉芳做定情礼物。肖玉芳不小心将其遗落，引起一场轩然大波。小胡向领导如实承认了自己的错误，使保密厂的军代表前来调查。尽管包科长百般庇护，但对方还是知道了肖玉芳的“作风问题”，肖玉芳的这场谈恋爱就此结束在了襁褓里。

肖长功、杨老三一起参加启用苏联P30设备的技术攻关。试车时，杨老三一激动用俄语发令，肖长功听不懂俄文收手不及，右手被碾进机器。杨老三连忙调来切割机要毁机救人，但肖长功深明大义，一咬牙用脚合闸，硬是牺牲一只手保住了设备。

全国冶金系统群英会将在北京召开，通知说届时还要搞一次技术大比武。市长亲来提议肖长功参加群英会，但比武另找人选。这建议激怒了耿直、骄傲的肖长功。

对于参加北京大比武的事，杨老三起先想到的只是保护师哥这面红旗。谁知班组的同事、徒工们个个不服，就连肖玉芳也鼓动他与哥哥肖长功比试比试。肖玉芳的热情叫嫂子冯心兰好不担心。

杨老三到师母家来讨教。瞎师母告诉他，技术是工人的立命之本，“该比就得比，手艺这事，不能让。”杨老三贴出向师哥比武的挑战书。

杨老三的干儿子杨宝亮学习优秀，心灵手巧，爱动脑筋。杨老三好不喜欢，夸他象自己一样“有股子傲气”。

厂里的广播说周总理要宴请比武状元。肖长功不愿愧对总理，更不愿以虚名进京，坚决要求与师弟一比高下。程厂长只得同意以比武定乾坤。

比武即将开始，瞎师母闻讯前来助阵。气锤起落，肖长功一举胜出。

杨老三输了比赛心中不服，回班组说 “师训说了，师兄弟之间，在生活上，大的让小的；在手艺上，小的要让大的。”肖玉芳揶揄他是找借口。杨老三叫她去约肖长功再比一次，说是三局两胜才能定高低。

车间主任请二位大工匠喝和解酒。杨老三心里有气，对肖长功说话处处挑刺，叫板。师兄弟二人喝高了，恨不能当下就回车间再赛一回。

肖长功的次子肖德虎爱练个拳脚，包科长当特种兵时练就的功夫，叫这孩子大开了眼界。包科长暗示肖长功，要他再比赛时注意心理稳定。肖长功嘴上不说什么，心里却不以为然。

第二次开赛，杨老三胜出，他非要肖长功按赛前的约定，管自己叫了三声师傅。晚上回家，杨宝亮写作文夸父亲胜不骄傲，谦虚谨慎。杨老三觉得是在讽刺自己。

肖玉芳挑破杨老三二胜胜在心理攻势。正说着医院沈护士上门来与杨老三接触，肖玉芳故意气走了她。面对这情况，杨老三也劝沈护士以后不要再来了。

杨老三探望气病了的肖长功，但坚决不同意肖长功再赛一场的要求。

德龙为父亲的心病到杨家请与再赛，说话间与杨宝亮扭打起来，还把杨老三打挂了花。肖长功上门道歉，再次请赛，但杨老三就是不答应。肖长功回家没好气，朝孩子们大发脾气。

肖长功被请到厂长那里接受历史调查。原来，这次比武毛主席要亲自宴请获胜的状元。肖长功埋怨妻子冯心兰没把自己的历史写下来备用。猛然间，他发现上次填表时有一处错。

市领导要看汇报表演，厂里叫肖长功挑选同赛伙伴。肖长功谁也不要，单挑杨老三做对手，他把这机会看作是和杨老三的第三次比武。

两位大工匠的第三场决胜赛是锻锤砸手表，结果，杨老三赢了这一局。

肖玉芳与师傅喝酒庆贺，她乘机又一次提出要学直大轴的绝活，但被杨老三一口拒绝。后来肖玉芳一打听，原来杨老三曾经放话，他给女徒弟传授绝活的条件是让他“过一回”。

冯心兰把那些关于杨老三的种种传闻告诉了小姑子，叫她看人别看走了眼。玉芳说自己心里有数。

肖长功三局两败觉得大丢颜面，他主动要求降自己两级，但被厂长拒绝了。

德龙的脚被轧件烫伤，肖长功说这是技术不过硬的原因，逼着他在家练叉钢技术。

肖玉芳在学直大轴技术与让师傅“过一回”之间犹豫着。她一面勤学紧问，一面随身带着一把扳子以备自卫。杨老三对肖玉芳这个徒弟总是那句话：“我早晚得收拾你”。

龙德练功练得很辛苦，甚至在梦都抓起弟弟德豹当钢叉耍。冯心兰心疼儿子，向肖长功哭啊闹的，但根本不管用，肖长功的心思是父债子还，要儿子学好技术，以争口气来挽回自己的面子。

肖玉芳对杨老三紧追不舍，处处抓紧，师徒二人上班早来，下班晚走，接触大大多起来，以至于引来车间主任的警告。

杨老三和肖玉芳一起看电影，杨老三见玉芳手里拿着一把白晃晃的剃刀，以为这是她防范自己的武器。肖玉芳笑着向他解释说，这是自己真心送给他刮胡子用的。

肖玉芳为学到直大轴的绝技，决心把自己交给杨老三，她的豁出去反倒叫杨老三退避三舍。肖玉芳做好了被师傅“过一回”的准备，肖长功夫妇对她的执着担心不已。

肖玉芳坐在图纸前想心事，冯心兰告戒她找对象要现实，却不料被肖玉芳一句“你幸福吗？和我哥一块看过电影吗？”戳到伤心之处，到走廊上暗自啜泣。

厂里决定派肖长功和杨老三同去北京参加群英会，来个双保险。

就要出发去省城进行集训了，肖长功请出已故师傅的牌位，做好了一切准备。忽然传闻杨老三崴伤了脚。肖玉芳戳穿师傅的小伎俩，严厉批评他这是临阵怯场。

肖长功与杨老三一起到省城参加集训。礼宾教育、谒见毛主席时怎样说话等预习项目逐项进行。

肖长功兴奋、紧张得睡不着觉，他溜出去买来酒菜，与师弟共醉即将到来的幸福时刻。次日，有官员对昨夜有人偷偷外出进行严厉盘问，杨老三连忙替师哥扛下了这个雷。