《五星红旗迎风飘扬2》承接“两弹一星”的故事，从1970年4月我国第一颗人造卫星上天写起，着力塑造毛泽东、周恩来、邓小平等老一辈革命家运筹帷幄，在复杂多变和严峻的国际环境中，审时度势，从容应对，始终立于主动地位。为了维护祖国的主权、领土完整和民族尊严，他们进行的坚定而有理有力的斗争，在严重困难面前，他们带领全国人民，迎难而上，以不屈的姿态和昂扬的精神面貌去战胜和克服困难，终于走出了一条中国特色的社会主义道路。
崔世心有惨痛的童年记忆，9岁时因她贪图玩耍导致4岁的妹妹崔梦蕾被拐。为找妹妹，她确定了当警察打拐的人生目标。20年近乎绝望的找寻，让崔世心一家异常煎熬，她和医生娄群的恋情也苦楚压抑。神秘女孩华萝闯进了他们的生活，崔世心发现这女孩跟人贩有联系。崔世心为丢失儿童忙碌着。传奇人贩“鬼爷”正活跃在这个城市，狡猾人贩蔡小龙是“鬼爷”邓广天的养子，亦是“妹妹”华萝的青梅竹马。一向雷厉风行的崔世心此时内外交困、腹背受敌，不顾父母反对，对华萝进行彻查调底。在抓捕华萝时，发现华萝就是妹妹崔梦蕾。崔世心把华萝接回家，发现妹妹没有想象的那样清白。华萝身上隐藏着一个秘密，只有秘密破解，才能将“鬼爷”的拐卖团伙粉碎，崔世心通过努力，终于让华萝迷途知返。
1940年春，中共地下党员、青年医生覃克源（黄觉饰）受重庆政府指派赴国民湖北省政府所在地恩施创办伤兵医院。到恩施后不久，国内形势急骤恶化，国共合作破裂。在接到组织“长期隐蔽”的命令之后，覃克源不顾个人安危，仍然只身坚持战斗。在对日特的一系列斗争中，覃克源处于日本特务、国民党反共势力、家族纷争、爱情纠葛等错综复杂的矛盾之中，彰显出一名共产主义战士高尚的人格魅力。这是一个洋溢着生命激情的男人，一名医术高超的优秀医务工作者，一位坚定的共产主义战士。在他的引导下，麦苏苏、田斯文等一批青年一步一步走上革命道路。
宅男丁一(刘芮麟 饰)是有名的“学霸”，又懒又爱睡觉的他其实拥有不为人知的特殊本领——过目不忘!但这项技能有个致命弱点——只要被惊吓，暂存记忆就会瞬间消失!意外让进入考场的丁一秒变学渣，眼看便要复读间，录取通知书不期而至!丁一阴差阳错被收纳异能少年的“清华”录取。之后他被室友“顽劣”富二代冯子希(范晓东 饰)和天才美少女、心理导师艾美(郑合惠子 饰)意外唤醒潜藏在他体内的异能——超强脑电波......
豪门千金叶玫瑰目睹父亲被收养的叔父周成仁谋害，与母亲在司机顾勉以命相护下携莫尘隐遁。多年后，她为复仇归来，刻意接近周成仁义子许夜航，却意外交付真心。周成仁的阴谋、莫尘偏执的痴恋、许夜航身世的真相接连袭来。在情与恨的撕扯间，她最终揭开所有黑暗，让罪恶终结，与挚爱许夜航共同走向了充满救赎的黎明。
内详
抗日战争时期 ﹐日本制定了一系列恶毒的计划﹐妄图陷害抗日的中国将领﹐企图发动太平洋战争﹐并暗地寻找中国的铀矿资源﹐为制造原子弹作准备。打入敌人内部的袁飞﹐被组织怀疑为叛徒﹐他利用聪明才智证明自己的清白﹐他和在他被解救之下加入中国共产党的侠女欧阳雯﹐国民党军统上海站领袖申剑﹐以及来自苏联和世界的反法西斯联盟特工并肩战斗﹐破坏了日军的“920计划”﹑“海计划”﹐并最终取得了日军制造原子弹的426秘密档案。欧阳雯在执行任务的过程中发现了自己的身世﹐她与自己的生母﹑化名梅若兰的日本特务刀枪相对﹐在国恨家仇与骨肉亲情的抉择中﹐她毅然选择了民族大义﹐却遭到梅若兰的枪杀﹐壮烈牺牲。袁飞最后也将隐藏在共产党高层潘和平身边的日本特务华广奇就地正法。
2006年，南方某县城，女大学生尹露遇害，由于线索的缺失，案件侦破迟迟没有进展。连舟是尹露男友，为寻找真相，不顾所有人反对，毅然搬到了尹露最后出现过的古城，以送煤气罐的工作为掩护，开始了大海捞针似的调查。在此期间，连舟与负责案件侦破的刑警付翔结下了深厚友谊，连舟也从一个年轻莽撞、一意孤行的青年，慢慢成长变得稳重冷静、细思熟虑的成年人。整个调查过程中，一次意外长时间的昏迷后，因牵扯到案件里的人事物的遭遇变化，也不禁令连舟更进一步反思自己的所作所为为自己和他人的人生带来什么样不同的意义。
