为表达北京人民对南水北调工程及工程建设者和沿线移民的感激之情，北京市委宣传部特联合八一电影制片厂共同组织拍摄了这部故事片。该片通过董望川（李幼斌饰）、江浩（段奕宏）、周晓丹（俞飞鸿饰）、林子彤（王若心饰）等几个主要人物和两个家庭的命运，分别讲述了南水北调工程建设、移民搬迁和河水治污等重要环节中的感人故事。 影片众星云集，以真情实事打动人心，特邀陈宝国、高明、姜昆、小香玉、郭达、郁钧剑、吴军、宋春丽、黄梅莹、林永健、林妙可、濮存昕等共46位明星及新老艺术家联合主演，场景宏大，“地上天河”令人惊叹。

该片由湖北省与北京市两地同时拍摄，演职人员多达600余人，7000多万巨资打造精品大作。本片主题歌《人间天河》，由韩磊、阿鲁阿卓联合在2015年央视春晚上演唱并受到广泛好评。此片以深沉的情感和动人的故事献给南水北调中线工程建设者、库区移民搬迁者以及在环保治污工作中做出巨大贡献的人们。