《保卫延安》讲述了1947年初的陕北战事。蒋介石调集重兵，重点进攻山东和陕甘宁解放区。在敌强我弱、形势危急的情况下，党中央决定暂时放弃延安，转战陕北，以运动战歼灭胡匪。彭德怀主动请缨，承担起指挥重任。
接到军委急电后，二纵立即西渡黄河，赶赴陕北。周大勇率领的独立营士气高昂，决心誓死保卫延安。大战将临之际，总部医院护士谢芳苓发现自己负责的伤员、总部参谋王成德偷偷离开，便循迹追赶。来到黄河渡口后，王成德被安排到独立营担任教导员，三人在此重逢。谢芳苓因疲惫不支昏倒，后来被一辆马车送回甘谷驿。
春寒料峭时，青化砭成为我军主力部队设伏之地。敌三十一旅搜索队逐渐逼近阵地，为给谢芳苓带路，李大爷和孙子拴牛毅然挺身而出，引开敌人。遭到伏击的敌军恼羞成怒，开枪打死拴牛，并将李大爷踹下悬崖。目睹这一切后，谢芳苓决定留在陕北。
延安保育院形势危急，独立营奉命前往营救。激战之中，一个孩子不慎落在敌我双方阵地之间，谢芳苓不顾个人安危冲上前去将孩子救回。她的勇敢举动赢得了战士们的尊敬。
