596试爆的时刻终于到来，王怀民(李光洁 饰)和一众的科学们都郑重的去完成最后的梳理工作，但是这时候天气突然发生了变化，本来气象局预测的不会有风沙的天气突然狂风大作，方明急得找专家询问情况，但是气象局的人也没有办法，说这里的天气实在是太诡异了，他们也没有办法做到百分百精确。

好在最后还是通过全国所有气象局专家的努力，测算出当天的天气可以试爆596，一切准备就绪之后，方明就向钟心(徐晓璐 饰)下达了引爆的命令。陶志纲(李健 饰)和保卫处的人他们都赶来见证596的爆炸，很快在一片沙漠上空就炸响一朵漂亮的蘑菇云。

王怀民为了收集到第一手的资料，主动申请去第一线找仪器，傅首长想要劝说，但是王怀民执意要去，临走之前把自己写了一封信交给傅首长，说自己要是没有回来的话，一定要把这封信交给杨佳蓉(高露 饰)。而杨佳蓉也乘坐飞机在上空等着采集防辐射相关的数据，她因为未知的危险觉得很是忐忑，手里紧紧握着王怀民送给自己的胸针。

方明将军通过望远镜观看596的试爆情况，见到浓烟之后，问钟培林(牛飘 饰)是否可以确定是核爆炸了，他是不是可以向总理报喜了，但是钟培林却说他们还要等到详细的数据采集完成之后才可以确定。这时候防控中心的过来说外围的数据不理想，让大家心里都捏了一把汗。

王怀民他们去到爆炸中心采集数据，结果发现仪器少了一个，王怀民不顾辐射危险，执意回去把仪器找了会俩，然后望着天空中了采集飞行，心里五味杂陈。最新最详细的数据传来，钟培林看了之后热泪盈眶地告诉大家，他们的原子弹成功了，当量还要比美国投在广岛的原子弹大两万吨。

大家听到这个消息都欢欣鼓舞，互相拥抱欢笑不断。原子弹爆炸成功这个消息，被毛主席让总理第一时间告诉了全世界，一时间所以的报纸媒体都争相报道这件事，美国也承认中国原子弹爆炸的成功。基地听到了原子弹爆炸成功的消息也很是激动，李彩兰(齐欢 饰)更是做了饺子给大家一切庆祝。

黄凯华(朱铁 饰)想要跟江水宁(马灿灿 饰)喝一杯，结果却发现她心事重重。牛博士把杨佳蓉的检查结果告诉她，说她没有受到辐射的影响。杨佳蓉说自己看到了王怀民，问牛博士自己什么时候能够见到他。牛博士回答说现在不行，但是告诉她说王怀民的父亲也在这里，说他送过来的时候，严重的脱水和营养不良，并且白细胞急剧减少，很有可能会撑不过去。

杨佳蓉听了去看王怀民的父亲王明山(石兆琪 饰)，王明山见到杨佳蓉之后，很是喜欢，但是没有见到王怀民让他有些失落。杨佳额瞒着王怀民被辐射的事情，只说他有任务不能够抽身。王明山听了也理解王怀民，特被郑重地把儿子交给杨佳蓉，杨佳蓉没有说话，只是默默地拉着王明山的手。

牛博士去看王怀民，让他不要着急，说他们报告要送到北京去给专家进一步的确认，才能够放他出去，王怀民理解。基地为了表彰为原子弹作出共享的科学家们，进行了一场文艺表演。原子弹成功爆炸了，方小云(王薇 饰)跟陆大海(黄垲翔 饰)告别说自己必须要回去读书了，还跟陆大海约定他们一毕业就结婚。

陶志纲拉着钟心一起找去钟培林，说自己和钟心真心相爱，希望他能够批准他们结婚，还说最好能够马上就结婚，这样皆大欢喜。但是钟培林听了之后却明确表示自己反对他和钟心在一起，说钟心需要的是一个能够跟她有共同语言的男人。

钟心没有想到钟培林会反对，跟他吵了一架之后离开了。杨佳蓉急冲冲地跑去病房找王怀民，告诉他王明山快不行了的消息。王怀民和杨佳蓉一起赶到了时候，王明山终于咽下了最后一口气，王怀民走进病床在父亲的耳边说了一句，他们很快就能够在天堂团圆了。

王怀民和基地的同志们一起给王明山举办了葬礼。回去的火车上，王怀民一直躲着杨佳蓉。黄凯华和江水宁即将举行婚礼，李彩兰想要帮着给新娘子化妆被黄凯华阻止了。