钱学森(陈建斌 饰)采纳了王永志(郑胜利 饰)的建议，克服困难成功发射了东风二号导弹，导弹射程进入千公里的行列。钱学森看到王永志的才华，对年轻人的点拨不遗余力，王永志也没有辜负期望，在多年以后成功完成第二代和第三代导弹的研制。蒋介石(马晓伟 饰)派出王牌飞行员驾驶U-2侦察机，被我军导弹击落，我军士气大涨。钱学森接到新的任务，要将原子弹和导弹相结合，发挥更大威力。原子弹试验正式进入实战阶段，预演的各项准备工作非常细致的完成。1964年9月3日，张爱萍(王宇 饰)、邓稼先(郑国霖 饰)等人回北京向周恩来(孙维民 饰)汇报原子弹预演的有关情况。