На большой сибирской стройке появляется молодая девушка Настя, которой едва исполнилось девятнадцать лет. Её мечта - стать сварщицей, но в столь мужской профессии ей отказано, и она начинает свой трудовой путь в столовой. Однако судьба дарит ей шанс проявить себя: детский сад на стройке остаётся без воспитателя, и Настя принимается за эту работу с любовью к малышам, которые отвечают ей взаимностью.
В один из дней, когда небо над рекой покрывается грозовыми облаками, происходит трагедия. Катер, перевозящий строителей через широкую реку, теряет управление и разбивается о камни. В результате этого несчастного случая трое детей становятся сиротами. Настя не может остаться равнодушной к их судьбе и вступается за них перед руководством стройки, решительно отстаивая право малышей на семью.
Не желая расставаться с детьми, которые уже привязались к ней, как к своей воспитательнице и почти что матери, Настя принимает решение усыновить их. Этот акт бескорыстной любви и готовности взять ответственность за чужих детей показывает силу человеческого духа и способность сердца вместить в себя не только собственные мечты, но и заботу о других.
Фильм "На берегу большой реки" является экранизацией рассказа Бориса Лапина "Разноцветье-разнотравье" и воплощает в себе дух советского кинематографа, показывая важность человеческих отношений и нравственных выборов.