故事講述了一代有良知的「糧食人」的故事。男主角高遠和曲正平是莫逆之交，三十多年後，高遠以新任糧食廳長的身份返鄉。上任不久，他收到一封神祕的「匿名信」，舉報糧庫實爲空倉，矛頭直指當時已是副省長的曲正平。決心徹底追查事實真相的高遠遭到了來自各方面的干擾和跟蹤。爲什麼紅旗糧庫會出現空倉？誰是神祕的舉報人？一道道難解的謎團砸向高遠。
兩位男主角高遠和曲正平分別由素有「警察專業戶」之稱的李幼斌和張志忠扮演。談及這部戲時，李幼斌直言：「演戲不應該從事件出發，而是從人物的感受出發。表演不是競技，而是對角色、社會、問題理解的過程。」而一貫以「硬漢」形象示人的張志忠，此次在《天地糧人》中扮演曲正平，由於政見上的迥異，使得他與好友高遠分道揚鑣，成爲勢不兩立的對手。具有豐富表演經歷的他，將掙扎於情感和利慾之間，將人物性格刻畫得逼真動人。
這是一部以糧食行業爲背景，深切關注「糧食安全」及「三農」問題同時，熱情謳歌「糧食人」對社會的高度責任感和無私奉獻精神的長篇電視連續劇。
主人公高遠和曲正平、方潔三人的少年時期是在「三年自然災害」中度過的，以糧食爲紐帶，農民後代的高遠和縣委書記兒子的曲正平結下了生死之交；同樣以糧食爲紐帶，高遠也和農業專家之女方潔之間產生了朦朦朧朧的感情。一晃近四十年過去，曲正平已是主管農業和糧食的副省長，方潔也已是省糧檢所高級工程師——和高遠離婚有七年了。這天，與前妻葉玟離婚後不久的曲正平，正準備和方潔公開由少年友情演變而來的愛情關係時，遠在北京的高遠以新任糧食廳長身份突然回來出現在了他們面前……故事就這樣正式開始了。
其實高遠回來並不僅僅是爲了重拾一段感情，他是一個對大饑荒年月留下深刻記憶、一直做著糧食工作又視糧食如命的人，這樣他回來上任不久在自己的家鄉河稷市發現了一座已被「糧耗子」倒空的空庫時，便決心搞一次旨在摸清家底、建立健全糧食儲備安全體系的「四清四查」工作；然而，曲正平恰恰是做糧食廳長政績卓著才升任的副省長，特別是河稷糧庫還是曲正平樹的紅旗樣板庫！於是，雙方間夾雜著友情的衝突便出現了，爲什麼會出空庫和空庫所得資金的去向，也暫時成了一道謎。
由於常延濱省長的堅定支持，糧食廳以辦公室主任孫莉爲代表的廣大幹部羣衆的積極擁護，高遠終於排除了曲正平以及河稷糧食局局長李永寶等人的阻力，將全省範圍的清查工作鋪開了。而曲正平爲掩蓋問題轉移矛盾，又執意在夏收開始時將「糧食購銷市場化」的試點放在了河稷，結果以梅子爲代表的個體糧商藉機攪得國營糧站差點關門不算，又正好趕上一場大雨，遍地都出現了「上芽麥」，不光商品糧出現了巨大缺口，由於農民早已不存糧連農民自己解決當年吃糧都成了問題了！面對如此嚴峻的糧食安全形勢，高遠一方面組織從外省緊急調糧，一方面又開始想辦法爲農民解決上芽麥。然而恰在此時，曲正平在李永寶暗示下意識到那座空庫的資金跟自己前妻有關，清查進行下去會影響到自己的官位，於是便矛盾地也是痛苦地趁常延濱省長出國考察之際對高遠下了殺手，利用上芽麥一事找藉口暫停了高遠的廳長職務……這個時候高遠也是矛盾的，他想到了憤而辭職調回北京，然而面對跟自己血脈相連、正一籌莫展著的農民，面對有可能引發一場「糧荒」的形勢，他還是意識到了自己身上的責任，於是做出了一個選擇，那就是將個人的名利拋之腦後，在糧食廳及糧食行業的廣大職工們堅定不移的支持下，繼續爲避免一場糧荒而努力著。其實這個時候不光高遠，許多人連梅子都做出了自己正確的人生選擇，包括方潔也做出了自己的情感選擇——從此曲正平已在她的心中沒了位置。
糧食是「百價之基」是關乎國計民生的特殊商品，高遠的行爲實際上代表著真正的「糧食人」羣體，對國家對社會高度負責的「天職」精神。比方說有一位叫何順發的基層糧站站長，受李永寶的排擠打擊個人命運已到了絕境都不忘自己身上的責任，竟然在一個偏鄉僻壤之地默默地收糧保糧支撐起了一個只有他一個人的糧站！又比方說高遠小時候的玩伴丁志剛，轉業回來進了河稷糧局後不畏李永寶的權勢，也在爲了糧食安全無私地做出了自己的一番「驚天動地」之舉。
可悲的是曲正平，他置糧食安全的嚴峻形勢於不顧，這個時候了爲了營造個人政績又錯誤地在河稷搞起了「果蔬代糧」試點，要用犧牲糧食生產來引導這個貧困省的農民們致富奔小康。結果，河稷很快就出現了「無糧戶、無糧村、無糧鄉」的所謂「三無」樣板，再結果就是不存糧的農民跑到了河稷城裡搶購糧食，終於引發了一場本可避免的「糧荒」……
最後，在高遠等等人的努力下「糧荒」平息了，在省委郝書記、省府常省長的全力支持下被曲正平打斷的清查工作也又一次全面鋪開了，曲正平似乎對自己的錯誤也有所認識主動就提出了引咎辭職，一直利用曲正平達到自己目的的李永寶也受到應有的制裁……不過，劇情似乎並沒有完全結束，高遠當衆的一番話似乎還在久久迴響並引發著人們的思考：糧票糧店的取消並不意味著對我們而言「吃糧」已不再是問題，我們在象高遠那樣愛惜糧食的同時，全社會都應該對糧食安全以及直接對此發生著重大影響的「三農」問題，引起高度重視！當然了令人欣慰的是，這個問題現在已經開始受到高度重視了。