Cô Gái Trên Sông là câu chuyện về Nguyệt, một cô gái trẻ sống trên sông Hương trong thời kỳ chiến tranh. Cuộc sống của Nguyệt đã thay đổi khi cô gặp một người cán bộ kháng chiến bị thương và đang bị truy lùng bởi đối phương.
Với lòng nhân ái và sự dũng cảm, Nguyệt đã cứu người cán bộ kháng chiến và từ đó, cô đã nuôi dưỡng một tình cảm đặc biệt dành cho anh. Sau khi miền Nam được giải phóng, Nguyệt đi tìm người cán bộ kháng chiến với hy vọng được gặp lại anh.
Câu chuyện của Nguyệt được hé lộ qua cuộc phỏng vấn với Liên, qua đó, giúp người xem cảm nhận được những khó khăn, nguy hiểm mà Nguyệt đã trải qua trong chiến tranh. Bộ phim khắc họa chân thực sự tàn khốc của chiến tranh và sức mạnh của tình người.
Câu chuyện của Nguyệt là một phần của lịch sử, một phần của cuộc chiến tranh Việt Nam.