电影《大孝儿媳》以河北省行唐县龙州镇西关村人张建霞割肝救公爹的故事为蓝本，讲述了张建霞为了挽救身患肝癌的公爹生命，毅然捐献自己69%的肝脏的动人故事。张建霞因此先后被评为行唐县“十大孝子”，感动省会、感动河北十大人物；被中宣部推选为“全国道德模范”候选人及全国学习实践科学发展观典范。
春末夏初， 50多岁的村民王守龙身患重病，在大儿子王新亮儿媳张艳霞和小儿子王新强的陪同下，到北京解放军某大医院就诊，被确诊为肝癌，而唯一的治疗方案是肝移植，并且是大部分移植。两个儿子争着为父亲献肝，然而他们都与父亲的血型不符。作为儿媳的张艳霞，意外地提出自己为公爹献肝，王新亮没有同意。情急之下，他们四处奔波寻找肝源，结果很失望……报社记者到家里采访不久前张艳霞捡到五万元钱归还失主的事迹，王守龙的弟弟化验血型也与哥哥不一致。
张艳霞坚持自己为公爹捐肝。一边是带着只有两岁的儿子的爱人，一边是痛苦待救的父亲，王新亮左右为难，张艳霞恳切地做着丈夫的工作，当把这个决定告诉王守龙后，却被断然拒绝了，他感到有悖常理，大发雷霆宁愿离开人世。
面对人伦道德，生存与死亡，几个人进行着剧烈的思想斗争。决心已定的张艳霞，一次次恳切地劝说公爹，王守龙在极度矛盾中几经反复应允了，但执意要求张艳霞回家征求自己父母的意见。
张艳霞匆匆回到老家，于心不忍的婆母要自己为丈夫捐肝，又被张艳霞耐心说服，感激的婆母给张艳霞下跪磕头……张艳霞带着两岁的儿子去照像馆照了特殊的合影，到了娘家，面对惊讶疑问谁给献肝的父母和爷爷，她编造谎言，隐瞒了自己的决定，很快返回医院。深受感动的医生，把张艳霞单独叫到办公室，告诉她如果改变主意，可为她找一个客观的理由，并且保密，张艳霞坚定地谢绝了。夜晚，她平静地向丈夫交待，万一手术出现意外，希望他带好孩子，照顾好父母，两人紧紧拥抱，泪流满面。百感交集的王新亮同时在两张手术单上签了字，十几个小时后，张艳霞69%的肝脏成功地移植到公爹王守龙体内……病房里王新亮含着热泪，把一枚戒指戴在刚刚醒来的妻子手上……
经过一段时间恢复，张艳霞与一家人开始了和谐幸福的新生活……
