1966年夏天，文革的风暴已经波及到上海外滩后面的一条叫“梧桐里”的弄堂。阿盛带着几个红卫兵来到俞佩佩的家，要找到那把大提琴，那是资产阶级的乐器。此时，俞佩佩的外婆，音乐学院教授何音，正在学校被红卫兵批斗。俞佩佩抱着大提琴逃了出来，阿盛带着红卫兵去追，经过弄堂，正好被住在楼上的杜心生看到，他从窗口扔下一个钩子，俞佩佩把大提琴盒勾住钩子，杜心生把大提琴拉上楼。
苗师傅是杜师傅的结拜兄弟，他向组织提出让杜心生顶替其父来海关钟楼工作。并亲自带杜心生了解钟楼的运作。杜心生向苗师傅表达了对父亲死因的疑问，认为是有人把父亲推下楼的。杜心根的恶作剧让小组长找上门来警告杜家，说是政治问题，再不管教就要送进劳教所。杜心生打了杜心根，杜母责怪心生打得太重。心根离家出走，杜母和心生在外面到处找心根。杜心生在海关大楼找到心根，告诉他，爸爸不在了，我们是男人，要挑起家庭的重担。
佩佩找来心生，坚持要跟他一起下乡。杜心生不舍，不想让佩佩下乡受苦，面对分手，两人无计可施。心生将父亲留给他的手表给了佩佩表达心情。杜母为两个孩子出行前做准备，心里舍不得。心生和心芳安慰着杜母。心美和心芳约定，等心芳回上海，就一起开个姐妹裁缝铺。火车站人山人海，绿皮列车一开哭声一片。众人依依不舍的告别。这时候，苗师傅跑来，告诉杜母，心生顶替父亲的事海关批下来了，心生不用下乡可以留在上海了。
胖嫂的丈夫继续被关押说是历史问题严重，不予释放。胖嫂的大女儿曼娟希望母亲能够和父亲离婚，这样父亲的问题就不会连累母亲。但是小女儿曼莉不能理解，痛斥母亲，胖嫂说离婚书是居委会送来的，让我签字交给居委会就生效了，但是自己坚决不动摇。曼莉为此深感伤心，心美安慰曼莉，让她理解妈妈的处境。邻里街坊都劝胖嫂离婚，胖嫂左右为难。
曼莉将阿昌委托交给心美的信给了心生，心生看到后去找阿昌谈话。在心生的心里阿盛失手致父亲死亡的旧恨并没有消解，他绝对不能容忍妹妹嫁给小组长的儿子。心芳怀上了茅阿大的孩子，阿大又悲又喜。苗师傅有个女儿叫苗招娣，当年杜师傅曾说过结娃娃亲，招娣觉得这是封建时代的恶习，作为新时代的新女性，要独立要有自己的爱情，并且对小时候见过杜心生的印象很差。苗妈妈让招娣给苗师傅和心生送饭，当招娣看到心生后，彼此产生的感觉不同。苗招娣对心生有好感，但心生则客客气气，因为他心中已经有了佩佩。
杜心生来到浦东苗师傅的家里，想给心芳找个住的地方安心待产。招娣对心生有好感，热情招待了心生，也表达了自己对心芳能够勇敢面对爱情的钦佩之情。但在关于幸福的话题中，两人产生了小小的分歧。苗师母有心撮合招娣和心生的终生大事。杜家孩子准备送心芳去苗师傅家待产，小滑稽在杜家门口给杜家拍了一张全家福。灶披间里，胖嫂、周姐、老虎灶爷爷对小组长的闲言碎语作出了反击。众人也安慰了杜家妈妈，杜家妈妈现在只希望心芳能把孩子顺顺利利生下来。
正在维护大钟的心生接到加急电报，得知毛阿大牺牲的消息。老虎灶爷爷痛不欲生，但是心生决定暂时不告诉别人，封锁有关阿大的消息，连自己的弟弟妹妹都没有讲。他让佩佩模仿阿大的笔迹给心芳写信安慰她。佩佩觉得应该告诉心芳真相，但是心生觉得他说不出口。两人无限感慨。心芳读了佩佩模仿阿大笔迹写的信，虽然有点失望，但也没办法。心生心里有心事，不敢面对心芳。心芳看到杜妈妈和哥哥杜心生的行为，心生怀疑。灶披间的邻居在议论阿大被害的事情，被正来找杜妈妈的心根听到了，他跑去问妈妈事情的真相，被正巧走过来的心芳听见了。
杜心生为了安安的户口东奔西走，为了能安插农村户口，招娣和佩佩陪着心生来到大东北，三人在这里留下了难忘的回忆。1976年秋季，中国历史进程发生重大改变。杜心生把埋在沙床里的大提琴取出来。佩佩演奏圣桑的大提琴曲《G弦的咏叹调》，心随弦动，钟声与琴声融合。梧桐里和杜家的生活展开新的篇章。除了维护海关大钟，心生所有的精力都放在安安身上，当爹又当娘，让他疲惫不堪，转眼安安长到四岁，安安在托儿所的孤独，和邻居孩子发生矛盾，让他费心费神。心生经过思考后，还是决定告诉安安她的身世。
一天，何音邀请音乐界好友家庭聚会，庆祝新时期的来临。她把杜家兄弟介绍给大家。从一系列的生活细节中，杜心生感觉到他和佩佩之间不可跨越的鸿沟。杜妈妈为了让心生能放弃佩佩，劝心生认佩佩做干妹妹。何音教授说，如果心生能够考上大学，大学的学费和生活费可以由她来负责，也算是作为当年的一种报答。心根也告诫哥哥，放弃幻想。俞佩佩胡乱拉着大提琴，何音认为这是外孙女用大提琴抗议她的决定。她告诉佩佩，在那个疯狂的动乱的年代，依赖心生对他有感情也是正常的。那是一种时代的错觉不是爱情。你爱的是大提琴，是音乐！佩佩不同意外婆的观点，两个人发生激烈的冲突。
招娣为了向心生示好，主动来接触安安，招娣觉得安安有点近视眼，主动帮安安去配了眼镜。没想到安安不喜欢招娣，推开了招娣。但是招娣还是想办法让安安戴上了眼镜。心生为了佩佩能够继续追寻音乐的梦想，向面试的老师说明真相，希望面试的老师能够再给佩佩一次机会。俞佩佩的再一次演奏，获得了老师的认可。心生和佩佩一同参加高考，进考场前招娣给心生送来了她的幸运钢笔。心生偷偷和佩佩交换了钢笔。高考成绩出来了，杜心生落榜了，而俞佩佩则考上了中央音乐学院。佩佩答应心生，每周写一次信。心生答应会努力复习，争取考到北京的大学，和佩佩在一起。
