志愿军跨过鸭绿江，抗美援朝的第一次战役结束，歼敌1.55万余人。把敌人从鸭绿江边赶到清川江以南，粉碎了麦克阿瑟妄图于11月23日“感恩节”以前吞并朝鲜、结束战争的计划。毛泽东(唐国强 饰)喜不自胜。11月25日，美军轰炸志愿军司令部，毛岸英(雷雷 饰)不幸牺牲。周恩来(孙维民 饰)得知此消息后，不忍将此消息告知毛主席。一个多月后，周恩来把毛岸英牺牲的消息告诉毛泽东。就在这时，美国将原子弹运到停泊在朝鲜半岛的航空母舰上，进行了核模拟袭击。11月30日，杜鲁门在记者招待会上宣称，将采用包括原子弹在内的一切必要措施来应付目前的军事局势。美军在朝鲜战争上不断失利，美国总统杜鲁门叫嚣：美国已经在考虑同朝鲜战争相联系的使用原子弹问题！面对美国的威胁，毛泽东一笑置之。中科院近代物理所在钱三强(杨洪武 饰)的努力下，汇集了大批优秀人才，日后为原子弹、氢弹研制做出重要贡献的王淦昌(刘柏南 饰)、黄祖洽(张科研 饰)、于敏(吴楠 饰)等都到物理所工作。赵忠尧(孙长江 饰)回国后，也进入物理所，他将从美国带回的器材和零部件都交给物理所，主持建立了中国第一个核物理实验室。青春洋溢的邓稼先(郑国霖 饰)在老一辈物理学家的指导下，潜心钻研，勤奋努力，为填补原子能研究的空白做出了开创性的工作。1953年7月，《朝鲜停战协定》在板门店签订，朝鲜战争结束。志愿军回国。刘思齐(金丽婷 饰)得知毛岸英牺牲，悲痛万分。钱学森(陈建斌 饰)在被软禁的期间，开始了工程控制论的研究。《工程控制论》与《物理力学讲义》是钱学森在工程控制论和物理力学两个领域做出的开创性的研究成果。