抗战胜利前夕，潜伏在军统的中共地下党员欧孝安（黄景瑜 饰）从日军生化毒气研究所监狱中成功越狱，途中受重伤昏迷，被中国远征军发现并救走。苏醒后的欧孝安发现自己丧失了在监狱近四年的记忆。欧孝安以四年前记忆的终点为起点，捡拾零星记忆，秘密调查并意图揭露日本间谍黎少堂（马思超 饰）的罪恶嘴脸。期间，他与中共地下党员覃墨卿（辛芷蕾 饰）从相互质疑、试探，到联手合作，找到了日军生化毒气研究所，抓获了日军情报司令长官大桥和野。抗战胜利后，国民党准备全盘接收日军生化毒气研究所遗留的“人、财、物”，为日后与中共作战做准备。欧孝安获悉了这个情报并粉碎了这个恶毒计划，同时揭露了黎少堂日本间谍的真面目，在中共地下党内代号为“孤星”的欧孝安终于回到了党组织的怀抱。
在那个颠倒黑白的年代，有的人缄口不言独善其身，有的人为求自保构陷他人。良心灵魂又如何？全变成厕中物，足下土。东方机械厂厂长宋子堂（赵君 饰）当年揭发高级工程师唐献民（牛飘 饰），使其沦为烧煤工，两家由此结下不解之仇。改革开放之后，老一辈的仇恨没有了断，少一辈则又产生新的情愫。歌舞团一枝花唐小雨（曾黎 饰）与宋长青（冯雷 饰）相知相恋，但是两家老人的态度成为不可逾越的高山，不知死活的妹妹和弟弟唐小雪（李小冉 饰）与宋建国（朱亚文 饰）更沆瀣一气要拆散二人。
在都市疲惫夜色中，余星辰（许卓伦 饰）重逢少年白月光苏若（徐媛媛 饰），却惊闻其死讯。神秘黑衣人出现，将他拽入时空漩涡重返高中，此时苏若正值18岁。跨越十五年时空重叠，他在熟悉场景中探寻。少时暗恋能否揭开死亡谜团？这场相遇是命运补偿还是真相引子？
鱼龙混杂的火车站，行行色色的警匪小人物。每一副不起眼的皮囊之下，不仅各有神通，更有各自的隐秘往事。没有人是完美作案者，亦没有人是命运真正的赢家。
《运动肥侠》是一部由国家体育总局和北京大学共同立项，北京奥运会专家委员会主任纪宁担任总制片人总导演、北京大学中国体育产业研究中心研究员骆维维担任制片人、香港知名导演胡储玺执导的奥运青春励志轻喜剧。这部电视剧以“宋辽体育会盟”和“狸猫换太子”为传奇背景，讲述了宋代一群年轻人通过自身努力和公平竞技，从小人物成为大英雄的故事。该剧于2011年10月18日在浙江横店开机。
