1958年卫星开始上马。科学家赵九章因为对一些科技人员的盲目冒进提出不同意见，受了一肚子委屈。聂荣臻(谢钢 饰)十分策略地解决了大家的认识问题。赵九章一行前往苏联考察后，写出一份报告。邓小平(史鑫 饰)做了批示：卫星暂时不放，与国力不相称。

于是轰轰烈烈的卫星计划回到起点上，开始重打基础。张蕴钰(马天放 饰)将核试验基地选在新疆罗布泊，就是后来马兰基地。导弹基地的建设异常艰难，战士刘春光直到牺牲在建设工地上，都不知道自己所做的是一件什么事。孙继先面对刘春光遗体含泪相告：“导弹知道吗？

我告诉你，咱们是搞导弹的……”核武器研究院的原子弹库房早已完成，但苏联的原子弹模型和相关资料却始终没有运来。究竟是苏方有什么困难，还在履行协议上出了什么问题？兰州铀浓缩厂厂房建成后，苏联专家、原乌拉尔铀浓缩厂的总工程师哈里东诺夫对厂房提出了一尘不染的要求。