Cao lương đỏ lấy bối cảnh miền núi Sơn Đông, Cao Mật những năm 1930 của thế kỷ trước, cô gái 19 tuổi Cửu Nhi/Đới Cửu Liên (Châu Tấn) yêu cậu thư sinh Trương Tuấn Kiệt (Hoàng Hiên) [2]. Khi nghe tin người cha tham tiền bán mẹ mình cho một người chủ đội gánh thuê, Cửu Nhi đã phải vay tạm tiền của nhà họ Trương để chuộc mẹ, nhưng không ngờ khi cô đã có đủ tiền thì mẹ cô đã treo cổ tự sát, cô vô cùng đau khổ. Sau đó Tuấn Kiệt và Cửu Nhi hẹn sẽ bỏ trốn cùng nhau trong đêm, cha Tuấn Kiệt báo cho Hoa Bột Tử - một thổ phỉ, vốn rất say mê Cửu Nhi - đến bắt cô. Tuấn Kiệt vì cha mẹ nên sau đó đã tự nhận hết lỗi với Cửu Nhi, cô tức giận cùng Hoa Bột Tử hợp tác hãm hại nhà họ Trương, mặt khác lại hợp tác cùng Dư Chiêm Ngao (Chu Á Văn) - người trong đội gánh thuê - và Chu Hào Tam (Vu Vinh Quang) - huyện trưởng mới nhậm chức - vây bắt băng đảng Hoa Bột Tử. Dư Chiêm Ngao sau đó cứu lấy cô khỏi sào huyệt. Cửu Nhi cảm tạ Chiêm Ngao, chính thức chia tay Trương Tuấn Kiệt, đồng thời khấu đầu nhận vợ chồng huyện trưởng Chu làm cha mẹ nuôi.

Sau đó, cha Cửu Nhi là Đới Lão Tam gả cô cho con của một người chủ xưởng rượu bị mắc bệnh phong là Thiện Biển Lang, Cửu Nhi đã miễn cưỡng chấp nhận. Đội khiêng kiệu hoa cho cô hôm ấy chính là đội của Dư Chiêm Ngao. Trên đường đi, họ múa hát, nhảy nhót làm xóc kiệu hoa khiến Cửu Nhi nôn nhưng cô vẫn không sợ, trái lại lúc này cô đã có cảm tình với Dư Chiêm Ngao. Lúc vào đến bãi cao lương, cả đoàn bị một tên bịt mặt chặn đường (cũng chính là Trương Tuấn Kiệt chặn đường cướp Cửu Nhi) tuy nhiên sau đó bị đoàn của Chiêm Ngao đánh, Cửu Nhi quay lại kiệu hoa tiếp tục đến nhà chồng.

Ba đêm ở cùng phòng với chồng, Cửu Nhi thức trắng với chiếc kéo trong tay. Ngày thứ ba được Cửu Nhi được trả về nhà, trên đường về, Dư Chiêm Ngao đột ngột xuất hiện mang Cửu Nhi vào sâu bên trong bãi cao lương và "hành sự" với cô. Ban đầu Cửu Nhi chống trả, nhưng lát sau cô đã chấp nhận Chiêm Ngao đến với mình. Lần đó đã khiến Cửu Nhi mang thai, và sau ngày hôm đó, chồng và cha chồng của Cửu Nhi bị Dư Chiêm Ngao vô tình giết chết khiến Thiện gia chỉ còn hai người phụ nữ, Cửu Nhi và Cao Thục Hiền (Tần Hải Lộ) - chị dâu của Cửu Nhi.

Trong thời gian ở nhà chồng, bao nhiêu chuyện xui rủi xảy đến với Dư Chiêm Ngao khiến Cửu Nhi vì người yêu liên tục ép chị dâu mình phải tìm cách giúp anh, kể cả việc ép chị dâu phải mua một cô nha hoàn cho Cửu Nhi. Lâu dần, chị dâu cô không thể chịu đựng được nữa và tìm cách trả thù cô, và bản thân Cửu Nhi vì sự trả thù đó mà sẵn sàng đấu lại chị dâu. La Hán (Tống Giai Luân) - một người làm trong xưởng rượu nhà họ Thiện, có tình cảm với Cao Thục Hiền - đã chân thành khuyên nhủ Cửu Nhi, sau này anh bỏ xưởng rượu đi khiến Cửu Nhi phải phá bỏ luật lệ nấu rượu (phụ nữ không được vào lò rượu) thay anh đảm trách xưởng rượu nhà chồng.

Trong ngày Cửu Nhi lâm bồn, Nhị và Tam thúc nhà họ Thiện cho người canh gác cẩn mật, còn trực tiếp cho vợ mình khám xét phòng sanh đề phòng việc đổi con. Nào ngờ Cửu Nhi lại sinh Long Phụng thai. Do khó sanh, mất máu quá nhiều, Cửu Nhi ngất đi, Đại Thiếu phu nhân cố tình không cho đại phu cứu hòng giết chết Cửu Nhi. Luyến Nhi - A Hoàn Cửu Nhi đã mua về và thương như em gái - lén lút cầu xin đại phu kê thuốc cho cô uống và chăm sóc đứa bé gái mà Cửu Nhi sinh ra, vì là con gái nên không được quan tâm. Dù tim còn đập nhưng Đại thiếu Phu Nhân vẫn làm thủ tục nhập quan cho Cửu Nhi. Lúc chuẩn bị đóng nắp hòm, Luyến Nhi lấy gáo nước dội vào mặt Cửu Nhi, bất ngờ cô tỉnh lại.

Dư Chiêm Ngao sau này trở thành một thổ phỉ, có quan hệ vừa hữu nghị vừa thù địch với thổ phỉ Hoa Bột Tử. Tuy nhiên đội quân thổ phỉ của Chiêm Ngao là thổ phỉ tốt, chuyên cướp của người giàu chia cho người nghèo, nhưng huyện trưởng Chu Hào Tam vốn có hiềm khích từ trước với Dư Chiêm Ngao, lại không ưa thổ phỉ nên tìm cách bắt anh cho kỳ được.

Dư Chiêm Ngao sau khi thôi làm thổ phỉ lại chuyển hướng sang làm một người lính yêu nước kháng Nhật, lúc này Trương Tuấn Kiệt cũng đã tham gia đội quân của Chiêm Ngao, Cửu Nhi cũng vì nước mà xả thân tương trợ cho quân lính, ngày ngày gánh bánh khao quân. Con trai Cửu Nhi - Dư Chiêm Ngao lúc này cũng đã lớn, vẫn thường theo mẹ ra chiến trường. Kháng chiến chống Nhật nổ ra, huyện trưởng Chu cùng phu nhân tự sát vì lòng yêu nước, đội quân của Dư Chiêm Ngao thiệt hại nhiều, bản thân anh trong một trận chiến cũng bị thương. Cửu Nhi vì chồng, vì nước đã xả thân dụ quân địch đến nơi cất rượu Tam Thập Lý Hồng của Thiện gia giữa rừng cao lương bằng bài hát của cô. Cửu Nhi tưới rượu xung quanh, chờ quân địch đến, cô châm lửa, tuy bị quân địch bắn nhưng cô vẫn kiên cường. Rượu bắt lửa cháy bùng, những vò rượu chưa mở lại trở thành một loại bom tiêu diệt quân địch. Cửu Nhi chết, trước khi chết cô đã nói cho con trai biết Dư Chiêm Ngao chính là cha ruột của cậu bé. Cửu Nhi ra đi trong rừng cao lương, nơi đã chứng kiến tình yêu và hạnh phúc của cô với Dư Chiêm Ngao.