中蘇關(guān)系破裂以后，一定程度上影響到了新中國(guó)的建設(shè)，蘇聯(lián)專(zhuān)家從遼寧鞍鋼撤離，不但拿走了他們的資料，還把鞍鋼工人多年積累的技術(shù)資料也一起拉走了，工人們非常生氣，副廠長(zhǎng)(范雷 飾)鼓勵(lì)大家從頭再來(lái)，工人們跟著他一起高喊“百煉成鋼”，中國(guó)人民是嚇不倒的。

1959年到1960年，全國(guó)大部分地區(qū)遭遇前所未有的自然災(zāi)害，糧食顆粒無(wú)收，核驗(yàn)基地時(shí)常斷糧，戰(zhàn)士們寧可餓肚子，把省下來(lái)的糧食分給科學(xué)家和技術(shù)人員，司令張覺(jué)和李響(李麟 飾)都心急如焚。張覺(jué)主動(dòng)把自己的口糧讓出來(lái)，副所長(zhǎng)郭永懷(李乃文 飾)苦苦規(guī)勸也無(wú)濟(jì)于事，張覺(jué)就想早一天完成基地建設(shè)的任務(wù)，郭永懷保證會(huì)準(zhǔn)時(shí)竣工。由于糧食短缺，張覺(jué)只好讓科學(xué)家和技術(shù)人員先放假回家，郭永懷回家看到女兒芹兒鬧著不吃窩頭，賭氣地扔在了地上，郭永懷狠狠地教訓(xùn)了她一頓，給她講起基地戰(zhàn)士沒(méi)有飯吃還繼續(xù)干活，妻子李佩趕忙過(guò)去哄芹兒。張覺(jué)走投無(wú)路，只好來(lái)病房找副總理聶榮臻(曹克難 飾)乞討，聶榮臻了解了基地的現(xiàn)狀，立刻打電話給北京軍區(qū)，向他們募捐了一批糧食。陳毅(李博 飾)來(lái)看聶榮臻，得知基地的科學(xué)家們?cè)诎ゐI，他趕忙給海軍司令員打電話，以個(gè)人的名義向司令要了一些海帶和魚(yú)干，張覺(jué)連連鞠躬向他們倆表示感謝，笑稱(chēng)自己是最高級(jí)別的叫花子。

國(guó)防部第五研究所所長(zhǎng)錢(qián)學(xué)森(郭曉東 飾)親自來(lái)請(qǐng)郭永懷參與原子彈爆炸環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，郭永懷不想生產(chǎn)殺傷力這么強(qiáng)的武器，錢(qián)學(xué)森苦口婆心勸他，明確講明對(duì)待外國(guó)列強(qiáng)就得以牙還牙，否則只會(huì)被動(dòng)挨打，郭永懷答應(yīng)好好想一想，錢(qián)學(xué)森送給他一張第二十六屆世乒賽的門(mén)票。中國(guó)男子乒乓球隊(duì)不負(fù)眾望戰(zhàn)勝日本隊(duì)，獲得這一屆世乒賽的冠軍，郭永懷看完這場(chǎng)比賽，他深深感受到利劍出鞘的痛快，迫不及待打電話向錢(qián)學(xué)森匯報(bào)自己的感受，要求加入原子彈爆炸環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。錢(qián)學(xué)森一直守在電話旁，終于等到郭永懷的電話，他激動(dòng)連連稱(chēng)好，李佩無(wú)意中發(fā)現(xiàn)郭永懷沒(méi)在原單位上班，心里大惑不解，郭永懷不能說(shuō)明實(shí)情，只能找借口掩飾過(guò)去。

焦裕祿(張新成 飾)是河南第二機(jī)械廠的技術(shù)科長(zhǎng)，他看到工人們吃不飽飯，就向廠里寫(xiě)申請(qǐng)，卻遲遲得不到批復(fù)，焦裕祿心急如焚，因舊病復(fù)發(fā)暈倒在地。之后不久，焦裕祿被抽調(diào)到農(nóng)村，他毫無(wú)怨言，廠長(zhǎng)逼他把病治好了再去。聶榮臻病愈出院以后，他第一時(shí)間去“東風(fēng)”號(hào)火箭發(fā)射基地慰問(wèn)秦品元，為之前政審的事向他賠禮道歉，秦品元很感動(dòng)，沒(méi)想到聶榮臻還記得這些小事，聶榮臻鼓勵(lì)秦品元大膽做實(shí)驗(yàn)，愿做他堅(jiān)強(qiáng)后盾，錢(qián)學(xué)森和秦品元一起在申請(qǐng)書(shū)簽名。“東風(fēng)”一號(hào)火箭順利升空，在場(chǎng)所有人都?xì)g呼雀躍，聶榮臻激動(dòng)地?zé)釡I盈眶，對(duì)錢(qián)學(xué)森和秦品元寄予厚望，希望他們?nèi)l(fā)三中。經(jīng)過(guò)基地所有技術(shù)人員的不懈努力，終于實(shí)現(xiàn)了三發(fā)三中，毛澤東(王雷 飾)收到這個(gè)消息，他激動(dòng)萬(wàn)分，迫不及待和周恩來(lái)(夏德俊 飾)一起分享成功的喜悅。

李響帶領(lǐng)戰(zhàn)士們加班加點(diǎn)干活，秦子衿(佟麗婭 飾)聽(tīng)說(shuō)他們偷工減料，把技術(shù)員都?xì)馀芰?，就?lái)工地拍照取證，秦子衿發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)士們用孔雀河的鹽堿水和混凝土，就去找李響理論，李響連連解釋附近只有孔雀河，戰(zhàn)士們都吃這鹽堿水，如果要用清水，就得去200里地以外，秦子衿不依不饒，逼他盡快停工，李響一氣之下扛起她就走，張覺(jué)聞?dòng)嵹s來(lái)，狠狠教訓(xùn)了李響，鄧稼先來(lái)匯報(bào)施工質(zhì)量的問(wèn)題，建議把建好的部分炸毀，還要把那些戰(zhàn)士們給換掉，這讓張覺(jué)很是為難。