上世纪七十年代初，中国迎来了改革开放和社会主义建设新时期，在电力能源紧缺的困境下，党中央以及国务院发布了民用核电的战略决策，首座核潜艇陆上模式堆也彻底实现了核能发电。
然而，在1985年中国建造第一座核电站的时候，切尔诺贝利核电站爆炸，成为核电时代有史以来最大的事故。由于中国核电起步晚，经验不足，这件事情让核工业研究院提高了警惕，立刻安排专家学者进行访华交流。
南斯拉夫核电专家莱曼受邀考察当天，核工业研究院组织领导团出面接待。科长丁梨致力于科普核辐射危害，但却似乎在制造恐慌，叶家明听不下去了，亲自解释秦昌核电站与切尔诺贝利之间的区别，有力有据令丁梨无法反驳。
然而，叶家明发现施工现场存在安全隐患，于是整理成报告并委托采购员林天诚交给所长岳长山。林天诚对叶家明了解甚少，只知道他是一名普通的资料管理员，难免敷衍了事，态度也不太友善，更不用说帮忙转交报告了。
岳长山则不慌不忙地继续工作，完全没有重视外国专家的来访，默默笃定外国专家不会认可他们的技术，所以这场见面毫无意义。但院长秦书远特意点名让岳长山陪同，表明莱曼来访的重要性，最终林天诚费尽口舌才说服了岳长山。
叶家明的建议并未得到重视，心情低落地回到资料室，薛馆长则安慰他不必太难过，此类情况时常发生，多经历几次也就能释怀。薛馆长还提出给他和他妻子安排住处，让叶家明感到十分温暖。
通往核电站的道路崎岖颠簸，大巴车行驶缓慢，而莱曼看到如此差的基础建设，不禁担忧核电站所需物资的供应情况。果不其然，他来到了施工现场，发现各种问题，面色越来越难看，显然对这里非常不满意。
林天诚还想要争取向莱曼介绍核电站的优势，可惜被对方拒绝，莱曼表示会用眼睛观察。他对核电站提出了自己的看法，对岳长山的技术产生了怀疑，这使得岳长山对自己的技术产生了怨气。这场见面让外国专家和中国专家之间的关系更加紧张，也为后续的故事埋下了伏笔。
在莱曼所领导的核电站施工现场，工人们错误地往混凝土里浇水，导致混凝土表面出现裂纹。莱曼立即制止，强调核电与核弹完全不同，核电站必须保证使用年限的安全。他召集大家开会商讨，对他们自主建设核电站的能力产生质疑，并要求立即停止施工。虽然众人议论纷纷，但莱曼着重说明目前的情况非常严重，如果不立即停止施工，就会重蹈覆辙，变成第二个切尔诺贝利。
当莱曼等人准备开车离开时，林天诚焦虑不安，不知该如何是好，于是思索着向叶家明求助。叶家明毫不犹豫地跑回家，取来算盘，带着林天诚乘坐孟志远的小货车，一路狂奔，最终成功截停了外国专家的大巴车。叶家明承认了莱曼指出的问题，又进行了补充说明，这赢得了莱曼的重视和认可。最终，莱曼同意给他们时间整改，并感慨叶华与自己的同窗情份，与叶家明紧紧拥抱，赞赏叶华的卓越才华，并希望叶家明能够勇敢地改变世界，继承他父亲的志向。
但是，研究院听闻叶家明等人私自拦截专家的大巴车，便把他们三人召到办公室询问原委。在丁梨的严厉指责下，岳长山面临着是否重罚的选择。就在这时，莱曼突然打来电话，要求见叶家明商讨解决方案。于是，秦昌核电站的希望重新燃起。
那天晚上，叶家明的妻子陆云筝送往产房，又遇到了停电的事故。叶家明守在产房外，大声朗诵着他的妻子最喜欢的诗歌，祈祷着，直到他听到婴儿啼哭的声音。在那一瞬间，整个医院的灯火亮起，初为人父的叶家明靠在产房门口，喜极而泣。
动员大会结束后，叶家明、林天诚和孟志远都被罚打扫礼堂。林天诚有些不满，坐在椅子上发牢骚，而孟志远和叶家明则认真地工作着。孟志远很欣赏叶家明，并想与他结为亲家。岳长山看了叶家明的报告，对他的才华和能力非常欣赏，并推荐他参加内部转岗考试，考核成绩合格后，将会成为他的得力助手。
