《铁血军歌》讲述了学生乐团的几个热血青年在抗日救国的道路上奋勇前行的感人故事。他们来自不同家庭、社会阶层和政治信仰，但在民族危亡之际，纷纷踏上了革命道路。富家子弟高畅向心仪的女教师苏婉婷求爱未果，却无意中将苏婉婷送入日军虎口，导致家人遭受残酷迫害。为了复仇，高畅与奶妈之子周泽西等乐团朋友组成铁血号角抗日救亡队，成功暗杀日军头目并救出苏婉婷。为躲避日军追捕，他们在中共地下党员苏婉婷的带领下决定前往晋察冀边区。途中，高畅与周泽西因信仰不同分道扬镳，周泽西加入国民党军队，高畅则跟随苏婉婷加入共产党，却因误会与周泽西女友何晨产生情感纠葛，导致兄弟反目。最终，苏婉婷完成任务回到根据地，周泽西在何晨和高畅的共同努力下冰释前嫌，加入解放军军乐团担任指挥，胜利完成开国大典的调演活动。