列車員江小天和馬青青在高鐵上救助了一位因拆遷和養子鬧矛盾，攜帶壽衣準備回老家要自殺的乘客白大爺。白大爺有心臟病、高血壓、老年癡呆癥，他在高鐵上又不甚燙傷了一位參加夏令營的孩子。老人為何要自殺？又該如何找到他的家人？還有燙傷的孩子又該如何醫治？這一個個充滿了矛盾和沖突的故事背后，給列車員江小天、馬青青的工作帶來了很大的麻煩。同時，她們在幫助白大爺的過程中，終于了解到白大爺早年丟失的女兒，亡故的老伴，以及流落在民間的文物煉丹爐等，充滿了京城民風、民俗的傳奇、懸疑故事。
這些故事在首都北京和奔騰的復興號上，通過出身鐵路世家，愛好歌唱的高鐵列車員江小天；為人處世大大咧咧，熱情如火的女列車員馬青青；工作一絲不茍，面相沉穩的高鐵列車長魯常軍；文靜恬淡，無私奉獻的女列車員張愛真等，四位性格截然不同的高鐵列車員的工作和生活，展現了她們為中國鐵路的運輸安全，努力工作、積極奉獻的主人翁精神。特別是列車員江小天，他在平凡的高鐵工作崗位上，創作了一首《開往首都的高鐵》歌曲，奪得了中國好歌聲大賽的第一名，成為了一名享譽全國的歌手，也為鐵路的文化建設作出了突出貢獻。