影片《琴思》从百花乐团的排练厅展开。乐团正在排练兼任指挥的方冰根据亲身经历创作的《琴思》钢琴协奏曲，秘书忽然赶来，请钢琴演奏者章波到办公室接电话。电话来自一位外籍华人，对方受章波在国外的老相识朱稚兰所托，专程寻找他的下落。接完电话后，章波思绪翻涌，往昔经历也随之重新浮现在眼前。
章波自幼丧父，只得跟随母亲到朱家做佣人，常年被关在厨房里。朱家的小姐朱稚兰酷爱音乐，每天在大厅弹琴，悠扬清脆的琴声吸引了年幼的章波，也让他第一次对音乐产生了浓厚兴趣。一天，章波偷偷溜出厨房，来到钢琴旁试着弹奏。朱稚兰发现他极具音乐天赋，尽管遭到父母反对，仍坚持收他为学生，不仅每天教他弹琴，还在生活中处处照料他。
朱稚兰的恋人小薛同样热爱音乐，是一名小提琴演奏家。朱稚兰相信，只有前往国外著名音乐学院深造，才能在艺术道路上有所成就；小薛却认为，艺术家一旦远离祖国，即使拥有再优越的条件，也难以真正取得成就。他劝说朱稚兰投奔延安、参加革命，但朱稚兰没有接受他的劝告……
