Mối tình Hùng (DV Nguyễn Mạnh Trường đóng) - Hà (DV Nguyễn Huyền Trang đóng)
Câu chuyện quá khứ bắt đầu từ việc Hùng – một tiểu đoàn trưởng trong lực lượng bộ đội chủ lực – về thăm gia đình. Khi anh đi bộ đội, Thắm – vợ anh – tản cư lên chỗ Xưởng – người anh họ của Hùng. Nhưng khi Hùng trở về thì được tin Xưởng đã dụ dỗ Thắm bỏ nhà đi hơn một năm. Hùng nén nỗi đau lòng, trở về đơn vị để tham gia chiến dịch Điện Biên Phủ.
Đây cũng là hoàn cảnh tạo nên cuộc gặp gỡ giữa Hùng và Hà – một trong hai cặp đôi chính của phim. Khi gặp Hùng, Hà đang là du kích ở địa phương mà gia đình Hùng đến tản cư.
Hà là một cô gái nông thôn xinh đẹp, đảm đang nhưng năm 16 tuổi đã bị gả bán làm vợ một cậu bé 10 tuổi theo hủ tục tảo hôn ở vùng quê Bắc Bộ khi xưa.
Sau này, Hà tham gia thanh niên xung phong và gặp lại Hùng ở chiến trường Điện Biên. Sự đồng cảm trong câu chuyện quá khứ cũng như chí hướng hiện tại đã khiến hai người nảy sinh tình cảm.
Nhưng cô đoàn trưởng dân công hỏa tuyến đã không đợi được đến hòa bình để hưởng hạnh phúc mà Hà đã hi sinh trong chiến dịch lịch sử.
Tình yêu của Tạc (NSUT Hoàng Hải đóng) và Hòa (DV Diễm Hương đóng)
Đây là mối tình bi kịch nhất trong phim, tình yêu của Hòa - nữ liên lạc viên xinh đẹp dành cho chàng phó đoàn dân công hỏa tuyến Tạc luôn phải giấu kín, không được bày tỏ công khai và có những cảm xúc đẹp như các mối tình khác.
Nữ liên lạc Hòa là một vai phản diện bí ẩn giằng xé với nhiều tính cách đối lập, và được phát triển với nhiều đột phá bất ngờ.
Còn Tạc vốn là em trai của một lãnh đạo liên đoàn, vốn xuất thân từ một người buôn trâu bán bò sẽ làm gì ở vị trí đoàn phó một đoàn dân công hỏa tuyến 500 cô gái. Tính cách khó chịu, hay bắt bẻ vai Hồ Hữu Tạc- một vai diễn khó với tính cách phản diện, phức tạp do diễn viên, NSƯT Hoàng Hải đảm nhiệm.
Trong phim Đường lên Điện Biên, các cảnh quay của hai diễn viên này luôn có những tình tiết phải căng thẳng. Tuy nhiên ở bên ngoài, NSUT Hoàng Hải và diễn viên Diễm Hương hợp tác vô cùng ăn ý và vui vẻ.
Tình yêu của Hào (DV Nguyễn Mạnh Hưng) và Diên (DV Thanh Xuân đóng)
Trong vai bộ đội Hào, chàng vệ quốc quân trẻ tuổi, đẹp trai, hiền lành là diễn viên Nguyễn Mạnh Hưng. Hưng được khán giả nhớ mặt gọi tên qua rất nhiều bộ phim truyền hình từng ghi dấu ấn như Đi qua ngày biển động, Bản di chúc bí ẩn, Để gió cuốn đi, Khi đàn ông góa vợ bật khóc hay một vai diễn nhỏ trong phim điện ảnh Những người viết huyền thoại vừa qua.
Tình yêu của Hào với cô gái bản xinh đẹp đã vấp phải sự phản đối của bố mẹ cô gái và sự chọc phá của những đối tượng trai bản. Nhưng giữa khói lửa chiến tranh, chính tình cảm với cô gái và niềm tin về tình yêu cô dành cho mà chàng trai trẻ Hào đã mạnh mẽ hơn, dũng cảm hơn khi đối mặt với súng đạn, với những khó khăn gian khổ.
Đây cũng là mối tình cái kết tốt đẹp nhất trong phim với việc hội ngộ nhau ngày chiến thắng của cặp đôi khá dễ thương này.
Với diễn xuất mới mẻ, đầy cảm xúc của Thanh Xuân và Nguyễn Mạnh Hưng đã tạo ra những cảnh quay khá lãng mạn và thú vị, nhất là những cảnh hôn nhau của cặp đôi này.