影片中,雷宇(王一博 饰)等优秀飞行员经过严苛选拔正式成为试飞员,他们在队长张挺(胡军 饰)的带领下,参与到最新型战机的试飞。科研试飞英雄、歼-8首席试飞员王昂称赞“这是一部非常优秀的反映试飞员的电影”。《航空知识》主编王亚男认为影片塑造的不再是“扁平化的英雄”,而是一个个“饱满的人”,“他们坐进座舱是英雄,走出座舱也是普通人”,他们也会面临压力和选择,他们比别人多的,不过是一份坚守。中国电影评论学会会长饶曙光认为,《长安三万里》的横空出世,让我们对动画电影有了全新的认知。“过去我们习惯性认为,动画电影可能偏娱乐性,不能表现宏大的、具有史诗气质的题材。从某种意义上说,《长安三万里》开创了中国动画电影的新文化、新美学,其意义和价值将会随着时间的推移更加强烈地凸显出来。”