黄凯华(朱铁 饰)因前妻的事情向江水宁(马灿灿 饰)道歉，江水宁却微笑着和他规划起未来的生活，还把自己的户口本交给了黄凯华。钟心(徐晓璐 饰)和另一位罗布泊选出的同志一起竞争起爆员，钟心的心态更加平稳光荣地获得了点亮596的任务。黄凯华和江水宁领证后开始在西部基地生活，江水宁对一切充满好奇。君怡在走之前就和江水宁交代了作为科学家的妻子会承担很多不为人知的辛苦，而且可能一辈子都不知道他在研究什么，但最美好的是科学家都很单纯，和这样的人生活在一起会很幸福。
戈壁滩上酝酿着一场黑风暴，钟心为了追回资料向戈壁深处跑去，陶志纲(李健 饰)匆忙去找，风暴越来越大其他人不得不紧急避险，茫茫戈壁寻找钟心也变得困难，钟心一边要要保护文件资料一边要抵挡风沙却不小心陷入沙里无法逃脱。陶志纲着急寻找钟心汽车搁浅不得不徒步救援钟心，但也因此负伤，陶志纲把护目镜和方向都交给了钟心自己却因为负伤无法移动，只得训斥钟心将其赶走，自己一个人直面死亡，哪知钟心看见撞翻的吉普车知道陶志纲受伤返回找他，钟心带不走陶志纲自己也不肯走，危难中两个人终于向对方表白心意，钟心答应了陶志纲要娶自己的请求，中子源和铀球虽然不能在一起但是只要在一起就会发出最耀眼的光。两人相拥一起面对黑风暴。
彩兰遇见黄凯华和江水宁祝贺二位，婚礼不着急办等大多数同志们回来了一起办。彩兰怀孕四个月被江水宁一眼看出来了，江水宁似乎很关心基地同志们在干些什么时刻会忘记保密条例，但是黄凯华始终没有透露。黑风暴过去钟心和陶志纲都还活着，钟心将树枝和皮带固定住陶志纲受伤的腿，两人互相搀扶着踉踉跄跄地走回基地。彩兰帮着黄凯华、江水宁布置新房，还凑了一些粮票祝贺两人结婚，又添置了很多生活用品，这些作为让江水宁很是感动，但是江水宁的表情有些奇怪似乎在担心什么。
核爆零时越来越近，就怕一些普通的牧民会闯入核爆试验区。王怀民(李光洁 饰)申请乘坐飞机进去蘑菇云内采集数据，因为奉献过大傅首长表示上级还在研究中。王明山(石兆琪 饰)带领的狩猎小分队在巡查过程中居然遇见了一批持枪的特务，双方交战，王明山下令要缩小包围尽量活捉，成功抓获特务但是王明山腿部负伤却忽略不治，因为是贯穿伤抗生素用的不多随时都有生命危险，但是这条长路已经行走了半年王明山想完成剩下的道路。
大家再次集中讨论596爆炸当天的所有情况，同时通报了狩猎队的情况，经过对被抓人员的审问得知他们是国民党留下的人员，他们已经在沙漠行动了十五年，从最初的两百人到现在为数不多的几人，而且已经排除了他们与台湾方面联系的可能。保卫部分由陶志纲进行汇报，经过三天的联合排查未发现可疑人员。对于596爆破当天的更多情况只能尽量做到最好。夕阳西下，钟心、陶志纲、王怀民、杨佳蓉(高露 饰)和彭雄飞(苏茂洋 饰)哼着歌，大海和方小云(王薇 饰)跳着舞，每个人都在期待着核爆零时的到来。
王明山向大家宣布狩猎小分队圆满完成任务顺利归队，就在核爆要炸响的那一刻王明山终于安心倒下。核爆零时当天，原子弹在重兵护卫之下，每一个原子弹事业的工作人员的注目之下，596被推出仓库，缓缓升上爆塔顶端。技术人员小心将596进行安装，方明将军也将此事秘密汇报至周总理。罗布泊突然出现大风天气，塔台爆室晃动，好在是在可控范围之内，准备工作已经结束，技术人员安全返回。