影片讲述的是我军某集团军摩托化步兵旅在进行信息化条件下作战训练演习中，突遇地震灾害，在通讯、交通中断，与上级失去联系的情况下，旅长唐新生毅然带领部队，视地震灾害为第一命令，视抢救人民生命为第一信号，历经艰难险阻，克服重重困难，在第一时间赶赴灾区，进行奋不顾身的生死救援。在战区和前线指挥部领导下，与后续赶来的各军兵种部队及专业工程技术人员一起奋战，舍生忘死地营救映川中学师生和羌寨沟受围群众，成功地化解七顶山堰塞湖险情和化工厂次生灾害危机的动人故事。
影片以纪实的风格、平实的手法，从一个摩步旅官兵积极投入抗震救灾斗争为切入点，宽正面、大视野、全方位地展示了突发自然灾害给人们的社会生存环境带来的严重破坏，给人世间最宝贵的生命造成的摧毁打击。更深刻地展示了在危难时刻，人们的生命所迸发出的强大力量，感受人性的尊严和人情的温暖。刹那间房倒屋塌，一位母亲不顾自己安危，把一辆婴儿车抛出屋外，自己却被压倒在废墟里。一位教师把惊恐的学生塞进讲台下，自己用身体掩护着同学的安全。一位县委书记不顾自己家中受难，亲人失散，组织群众团结自救互救。一对青年恋人为救灾奔忙，几次相遇却失之交臂。在人民群众遭受危难之际，作为视人民利益重于自己生命、视人民为父母的人民的子弟兵，理所当然地冲锋在前，挽救人民群众于危难之中。当孤立无助的灾区群众在凄风冷雨中看到远处漫过山冈的红旗，泣不成声地呼喊着：“解放军来了!”时，任何一个有情感、有血性的人都会为之动容。
影片注重把宏大叙事与细腻感人的细节有机结合，既表现了波澜壮阔、气壮山河的抗震救灾场景，如我军陆、海、空三军快速开进，长途奔袭驰援灾区，其中许多镜头都是在第一现场拍摄的真实宝贵的纪录片资料，示了我军训练有素、装备精良、勇往直前的英雄气概。影片又生动刻画抗震救灾官兵丰富细腻的内心世界。主人公唐新生旅长当年是在唐山大地震中被解放军救出的孤儿，如今成为这个队伍中的一名指挥员，他与妻子海军医疗队的医生魏霁虹战地相遇时，正是紧张救助一位性急冲动的灾民动手打他的时候。他默默地承诺着“人应该懂得感恩和回报”，身先士卒地指挥部队攻克一个又一个困难考验，最后化解了化工厂的次生灾害危机。刚入伍的新战士田野，争当突击队员，在余震中为保护学生，用身体挡住了垮塌的楼板。战区副司令员梁志东与儿子在救灾前线意外相遇，不仅父子握手冰释前嫌，而且从儿子所带来的志愿者中，影片也展示了抗震救灾中国际社会支援的背景。还有象征着生命意义的跳动的红樱桃，凭吊遇难同胞的砖头林、千纸鹤，一位不知名的小战士细心呵护抚摸从废墟中救出的小白兔，众多战士和学生在晃动的手电光影中，为刚获救的同学过生日的歌声等，都汇成了生命力量的雄浑交响，让人们在悲壮中感到普通的平凡的却是英雄的崇高的力量所在。
《惊天动地》作为一部类型化的灾难片，在创作拍摄上注重运用国际上灾难大片的一些基本元素，在风格样式上营造紧张、惊险、悬念，又把握好灾难的真实与艺术的再现的关系，为了真实地展示地震的惨烈和破坏场景，摄制创作人员深入到绵竹、北川、汉旺、宝兴、都江堰、什邡等重灾区抢拍了大量的实景戏，其间得到了当地政府、灾区群众和驻军部队的大力支持。一些参演的群众演员本身就是受灾群众，参拍部队就是当时参加抗震救灾的英雄部队，他们真情投入，忘我工作，为影片成功做出了突出贡献。在后期合成制作中，为了营造视听效果奇观，八一厂技术人员与中影华龙数字有限公司、电影学院美术特效教研室一同合力攻关，使传统特技和数字高科技有机结合，数字合成镜头多达520个，创国产电影之最，使这部影片有了比较