张爱萍等在听取了气象专家的意见后，确定原子弹的爆炸时间为1964年10月16日。这时，朱光亚提出了铀球装入原子弹后的临界安全问题。刘杰(霍青 饰)立刻去找周光召(王政钧 饰)，要他计算论证。此时离“零时”仅剩下40多个小时。经周光召等人的计算，我国第一颗原子弹自发裂变的概率小于万分之一。

第二天一早，论证报告就送到了周恩来(刘劲 饰)面前。16日凌晨，指挥部下达投篮命令，技术人员把铀球从弹体预留孔装进弹体中心部位。之后，从毛泽东(韩中 饰)、周恩来、聂荣臻(谢钢 饰)到基地的每一位科学家、甚至每一个战士，都在等待那最后的一刻……随着坐镇指挥的张震寰下达了最后一个口令，我国的第一颗原子弹爆炸成功了。

从这一刻起，中国成为继美国、苏联、英国、法国之后，世界上第五个独立掌握核武器技术的国家。颇有戏剧的是，就在我国第一颗原子弹爆炸的时候，赫鲁晓夫下台了。