大家开心地庆祝已经成功爆炸一颗小型氢弹，完全可以在法国之前爆炸一颗名副其实的氢弹，让太阳的光芒闪耀中国的大地。由于江水宁的身份问题，黄凯华已经无法再参与研究工作。氢弹试爆当天，王怀民将黄凯华的名字一并写在工作证上。正在大家等着飞机投放639的时候却突然出现意外，好在备飞预案启动，在周总理亲自安排下聂荣臻亲临现场指挥，中国爆炸了一颗成功的完全属于自己的氢弹，我国的氢弹研究时间比世界上任何一个国家都要短，而这得到了国际的认可进入世界核武器先进国家行列。
一场集体婚礼在基地食堂举行，王怀民和杨佳蓉、陶志纲和钟心在同一天结婚。大家伙高兴，由傅首长代表讲话，这一路的风风雨雨幸福来之不易。陶志纲在台上大讲自己和钟心的恋爱过程，又许下一辈子的承诺。这个时候，公安人员悄悄控制了礼堂，他们告知王怀民，在北京抓获的一名特务原名姓杨，确实为杨佳蓉的二叔，而在他留下的书信中有杨佳蓉明确的通敌证据，将被逮捕。王怀民不顾个人的政治前途坚持举行完婚礼，向大家诉说杨佳蓉的故事，自己爱上杨佳蓉的历程，杨佳蓉一步步成为自己信仰的引领者和最忠实的伴侣。在傅首长的劝说下，公安人员同意等到婚礼结束。
婚礼结束后杨佳蓉就被押走，好不容易有家的振理眼睁睁看着杨佳蓉离开。陶志纲和傅首长还有王怀民都在拼尽全力救杨佳蓉。黄凯华撇清了特务嫌疑，但是因为过错巨大不能参与接下来的研究也不能离开基地，彭雄飞责怪黄凯华结婚太过冲动害了自己和杨佳蓉，黄凯华失落赔罪，正要离开时钟培林告诉大家自己要去北京出差，带着核材料去中央面见领导顺便帮杨佳蓉和黄凯华求情。
大家好奇钟教授到底是怎么的留美大人物，原子弹和氢弹已经成功爆炸，钟教授终于可以向大家透露自己到底是谁，钟心介绍钟教授就是国际著名的物理学家，如果没有放弃原有的研究方向归国可能早就获得诺贝尔奖了，大家都对他敬佩不已，接着跟大家聊起未来核能战略方向的问题。钟教授和女儿告别，他还欠陶志纲一个道歉约定回来之后再说出。可是谁也没想到，钟教授乘坐的飞机在北京郊外遭遇雷暴天气失事，钟教授遗体被发现时他与警卫员紧紧拥抱在一起保护了他珍贵重要的文件数据。钟心强忍住悲伤告诉了整个基地的同志，钟培林为了国家隐姓埋名，他的信仰、爱、忠诚会在每个同志的心里留下烙印，永垂不朽。
1972年，黄凯华因江水宁事件，只能在基地做清洁工，而儿子建国也已经不认他了。因为基地之外的政治气候严峻，王怀民仍然毫无杨佳蓉的音信。革委会主任曹芒打算任命彭雄飞成为院长助理，且明确告诉彭雄飞王怀民这样只专不红的科学家不可能再有出头之日，又进一步鼓动彭雄飞紧紧地团结在革委会周围，这样才能在科学史上留下名字。在大会上，曹芒宣布彭雄飞成为院长助理。钟心因为第二次先兆性流产去省城看病，但是被曹芒点名批评。钟心的身体可能不可以再怀上孩子了。
王怀民在会上提出要搞民用核电研究，把一系列被打倒的曾经参与过两弹的同志重新启用，但是曹芒完全不认同启用那些有过黑历史的同志，并且他的思想是拥有了核武器就可以战胜压过美苏，王怀民的观点与曹芒完全相反，彭雄飞似乎也站在了革委会一边。在和曹芒针锋相对之后，革委会中的人提出王怀民是要搞反动清算要和人民作对，王怀民成为批判对象。常玉婷成为彭雄飞的学术助理，奉曹芒的命令却一直在监视彭雄飞。
