2008年8月15日，北京奥运会女排比赛，中国VS美国。戴着金丝框眼镜的郎平（巩俐 饰）坐在美国队教练席上，大气沉稳，目光如电；中国队教练（黄渤 饰）站在场边，全神贯注，面带笑容。中国队教练望向郎平，目光充满深意，不断经过的人影遮蔽了他的视线，中国女排三十余年的沉浮图景被缓缓打开…

市大学生联赛，明洋女排队对战老牌劲旅星悦队再次失败，陷入解散危机。巧合之下，少女易安乐加入了明洋队，但身高劣势和体能限制令队友对她产生了质疑。易安乐用自己的善良、勇敢和毅力化解了队友间的矛盾，并与富家千金邱元雅、打工女孩盛芷、偷练排球的顾柏柏等人建立了友谊。这支本不被看好的球队一路由市联赛挺进了省联赛。然而，易安乐陷入与职排预备队主力叶满阳、青梅竹马的傅安晏和邱元雅之间的情感纠葛，盛芷家庭遭遇困境面临退队，队员间的内讧使明洋队征战省联赛时惨遭失败。面对各种压力，明洋队员们最终团结一致拿到了省级联赛最后一个

86岁的李安格是中国女排“五连冠”时期的技术顾问，后来曾受命组建中国少年女排希望队，寄望通过培养新生力量有一天把冠军再夺回来。壮志未酬人已老，退休后的李安格听到张雨生的歌《我的未来不是梦》，有感而发，

《青春抛物线》以青少年排球竞技为主题，讲述了一群年轻人为了排球梦想而不懈奋斗的热血励志故事，将体育竞技的励志精神通过青春梦想加以展现。