手，他在临死之前说自己听到了集结号响，让谷子地带着仅剩的几个弟兄撤退，战士中有人附和有人反对，大家对此产生了分歧。谷子地此时发现友邻部队早已撤退，他怀疑是自己忽略了号声，导致战友们枉送性命。强烈的震惊和内疚之下，他携带炸药包奔出窑场只身前往敌军战壕。其余战士最终全部阵亡。
谷子地受伤后却被解放军当作敌军士兵俘虏。在后方的医院里他才得知，自己原来的部队番号已经取消，他不仅难以证明自己的真实身份，甚至战死的四十七个弟兄都将被视为失踪者……
谷子地设法加入解放军炮兵部队，跟随队伍的步伐南征北战，他生存的唯一动力只是为死去的战友找回应有的荣誉。即使时光飞逝事过境迁，即使历史已渐渐被人淡忘，那刻骨铭心的兄弟情谊却丝毫不减，在谷子地的脑海里，永远鲜活的是自己那些兄弟们的影像：王金存，焦大鹏，姜茂才，吕宽沟……
可怜无定河边骨，犹是深闺梦里人。与谷子地一样执着寻找的还有孙桂琴，指导员王金存的妻子。直到遇到谷子地，她才确信自己的丈夫早已战死他乡。蒙受冤屈的两人有着共同的哀伤与信念，他们一起踏上了求证之旅。谷子地把孙桂琴介绍给自己在炮兵部队时的挚友赵二斗，见证他们喜结良缘。
当他们终于回到当年发生血战的旧窑场，却发现战场遗址已因煤矿开采而面目全非。除了谷子地之外，没有人知道，甚至没有人相信就在这个窑场下面，躺着几十名壮烈牺牲的战士。谷子地发疯似的挖掘如山的煤矿，无论如何他都要让真相大白。
最终汶河修水利时发现了这个窑，里面的四十七具遗骸确认是中原野战军独二师一三九团九连的全体战士。最后，谷子地和他的四十七个战友一同被授予战斗英雄的荣誉称号。
这就是整个集结号的全部剧情，从某种意义上来说，这部电影真实的反应了战争的残酷与冷漠。谷子地的团长明知道集结号不会吹响，却还是把自己的战友派上了战场，因为他知道如果不这么做，最后拖累的将是整个部队。而谷子地明知道阻击任务九死一生，但因为军人服从命令的天职，还是毅然接下了这个任务。
如果按照王硕说的那样，这部电影最终也就是一个普通的战争片，而如果按照叶雷阳所说的那么拍摄，这部《集结号》更加侧重的，将会是人文主义的情怀。
“你的意思，主要侧重的是寻找老部队？”王硕对叶雷阳问道。
叶雷阳点点头：“不仅如此，以谷子地的行踪为线索，我需要反应的是那个年代的面貌。”