1955年，国际形势变幻莫测，新中国的建设刻不容缓，这一年，一场归国热潮席卷了身处他乡的中国知识分子。留美的物理学教授钟培林，留苏深造的王怀民、何吟薇夫妇以及黄凯华等物理人才，他们克服重重阻力，跋涉千里，踏上了报国之路。1958年，中国的第一个核武器研究机构A所成立，王怀民与战争英雄陶志纲、护士杨佳蓉，以及彭雄飞、黄凯华、钟心等科学家齐聚一堂，开始了原子弹研发的征程。在研发过程中，他们经历了种种困难，包括研发条件的艰苦和自然灾害的重重危机。然而，他们始终坚韧不拔，不畏艰险。
终于，在1964年10月16日，中国成功试爆了首颗原子弹，这一消息传来，大家欢腾雀跃，再次鼓舞了众人的斗志。紧接着，他们又投入到氢弹和两弹结合的研究中，经过不懈努力，这两项伟大的事业也相继取得了胜利。王怀民和杨佳蓉，陶志纲和钟心，也在这个激动人心的时刻迈入了婚姻的殿堂，共同见证了...