在原子弹研究方面，邓稼先(郑国霖 饰)带人进行了第九次计算，算出的结果与苏联留下的数据完全不同，他们开始怀疑苏联的数据。钱三强(杨洪武 饰)想让周光召(邢文杰 饰)参加原子弹的研究，但是因为有海外关系遭到人事部门的阻挠，钱三强亲自找到总理说情获得批准，周光召调入原子弹理论研究室，这加强了理论研究的基础工作。原子弹理论的研究计算经过第十次的计算终于得以成功，经过多次运算证明自己的是正确的，弄清了原子弹内部的秘密。科学家们受到周恩来(孙维民 饰)的宴请，同时他们也有时间回家和家人短暂团聚。1961年11月6日，台湾骚扰大陆的p-2v侦察机被中国炮军打下。在钱学森(陈建斌 饰)的建议下，中科大成立了新的专业，不仅可以培养人才还可能进行新的探索。钱学森在过完50岁生日后将11500元捐给中科大购买机械设备。毛泽东(唐国强 饰)和中央的决心让两弹的攻关变得更加稳固。蒋介石(马晓伟 饰)准备用U-2侦察机去大陆侦察，他们对外称气象侦察中队。