1946年夏，国民党当局集结大量兵力进攻解放区。解放军某部排长张志坚奉命率部于某镇外高地进行阻击以掩护主力部队转移。经过五昼夜血战， 弹尽粮绝，处境十分危急。在突围中 ，张排长、炊事员老王、通讯员小刘均受伤被俘。敌政工处长为了查找解放军埋藏的粮食和军工器械，采用软硬兼施的办法审讯张排长等三人。但他们威武不屈。敌人又让叛徒齐德贵诱降老王与小刘，亦未奏效。老王终因伤势过重去世；小刘夺枪未成，以钢笔刺伤敌政工处长的眼睛后壮烈牺牲。张排长的坚贞不屈，使敌兵魏见吉深受感动，在他的帮助下，张排长幸得脱身，逃至村里隐蔽。敌人为捕捉张排长，威逼乡民。张排长不忍连累乡亲，挺身而出，又遭逮捕。敌人又施一计，抓来张排长的母亲劝降。但张母深明大义，鼓励儿子忠于人民 ，令敌人一筹莫展。不久，解放军攻克该镇，张排长得以生还。领导授予他“钢骨铁筋”锦旗。
新中国成立后，导演成荫就萌生了为那些在革命战争中对革命无限忠诚的英雄人物拍摄影片的想法。在邀约东北军政大学文工团合作拍片时，他曾看过该团为配合部队开展阶级教育而编演的歌剧《钢骨铁筋》。这部取材于新闻报道的歌剧令成荫颇受触动，认为《钢骨铁筋》的思想内容正符合他的企望。于是，他亲自动手对歌剧进行改编。在基本保持原剧面貌的基础上，他按照电影化要求进行了丰富和完善。因切合东北电影制片厂“写工农兵”为主并把重点放在“写兵”上的要求，《钢铁战士》的剧本很快获得通过，于1950年1月投拍。
该片思想上的成就和艺术上的造诣是应该给以高度评价的。它的成功，主要原因是不只写出了英雄行为，而且描绘了产生这英雄的时代背景、群众基础，也就是英雄自己的思想基础。这也是该片胜过歌剧《钢骨铁筋》的地方。该片更加强了对环境的烘托、英雄的内心刻画，和他在不同环境中不同的反映，而突出了他的坚强的性格。导演和演员很懂得怎样区别不同人物的形象，而又强烈地烘托了主题。该片描写了英雄，又强烈地鼓舞了千百万战士和群众的斗争意志，观众更增加了勇气。它本身虽然有些缺点，如最后对两个死难的烈士表彰得不够，团政委不一定要擦眼泪等等，但这些是可以修改的，而且不能影响影片本身的成就。（中国作家协会前理事
侯金镜评）
从叙事结构角度来看，该片有一个简化与稳定的叙事框架，导演将张志坚带领全排战士执行坚壁清野，掩护机关、群众撤退任务的过程，铺展为主线高度集中、枝蔓剪除、段落递进、首尾分明、冲突明确激烈的封闭性结构。在这一结构中，叙事重心集中在张志坚身上，叙事目的直接指向银幕英雄形象的塑造。情节的推进和场景的展现都紧密地围绕这一目的，整个叙事极力凸显以英雄塑造中心的展示性的镜语特征。在具体叙事过程中，“展示”既是将英雄性寓于镜头构成的银幕实演，也是英雄形象在情节流程里实现历时性拼贴，最终获得完成形象的主要手段方法。该片以自身银幕叙事的践行，建构出了“十七年”的“英雄电影的展示模式”。（西南大学新闻传媒学院教授
虞吉评）