江河之上耿念（袁文康饰）和罗远（高伟光饰）两位法官因一起农民状告化工企业排污的环保案件而相聚，并通过此案认识了公益律师夏未冬（陈数 饰），三人通力合作，在环保案件的审理中进行了一次有益的探索。极天公司倾倒废碱液，造成大江市全城断水。案件审理中，耿念、罗远引入了人民陪审员，让案件得到了妥当处理。因为表现出色，耿念、罗远进入市环境资源审判庭工作。金盟水务公司往长江偷排污水，众人排除干扰，不仅惩治了污染责任人，开出了巨额罚单，还开创性地判定让企业承担环境修复责任。友成渔业使用绝户网工具在长江大肆捕捞，破坏了水域生态，耿念率众顶住该公司背后黑恶势力的阻挠，最终做出了公正审判。为推动长江流域生态保护和修复，耿念等人一直在探索前行着。
剧中的许拜庭、许崇智由台湾当红演员赵文瑄一人扮演。谈及此事，赵文瑄特别兴奋。许拜庭建许家家业；许崇智风流倜傥，事业与情场两不误，赵文瑄当然得意。
潘虹饰演剧中的黄太夫人，一个饱经沧桑的许家祖母。潘虹要从二十几岁演到五六十岁。人物年龄的跨度、阅历的丰富是吸引潘虹接演此戏的主要动因。以潘虹的年龄及她的人生经历饰演这样一个角色，潘虹觉得有意义而且有意思。
在《千秋家国梦》中，吴大维饰演一个生于香港长于美国的年轻人，自小受西方文化的教育，对中国及自己的祖先一无所知，由于父亲突然去世，他来到中国。在寻祖问踪中，他被自己的家族史感动，毅然决定留在中国，他是许氏家族中最年轻的一代。
常做节目主持人的吴大维，曾参演过《今夜星光灿烂》、《我和春天有个约会》、《风月》，也出版过多张唱片，此次出演该剧是他第一次来内地拍电视剧。
除赵文瑄、潘虹等知名演员外，何赛飞、瞿颖及著名模特胡兵也将在剧中亮相。《千秋家国梦》斥资3000万，经过了两年的精心筹备，除在北京、上海、广州实地拍摄外，还将在加拿大取景拍摄部分场景。
