周恩来(孙维民 饰)总理冲破种种阻挠，粉碎了蒋介石(马晓伟 饰)集团阴谋暗杀他的计划，不顾安危毅然参加了亚非会议，与会期间发表了重要讲话，赢得了各国与会代表的强烈欢迎，打开了新中国外交的新局面。钱学森(陈建斌 饰)度日如年，冥思苦想早日回国的办法。1955年6月的一天，钱学森和蒋英(蒋林静 饰)带着孩子外出，巧妙地摆脱了特务盯梢，迅速溜进一家咖啡馆。蒋英边喝咖啡边逗孩子玩，一边机警地留意着窗外，钱学森迅速在香烟纸上写了封给人大常委会副委员长陈叔通(陆其昌 饰)的求助信。特务跟踪而来，钱学森故意缠住特务，让蒋英把这封信贤寄给侨居在比利时的蒋英妹妹，然后再转寄到北京。很快，陈叔通收到了钱学森的求援信，陈叔通把信交到周恩来手里。中美大使级会谈在瑞士日内瓦召开，讨论和平解决朝鲜问题。美国关心的是朝鲜战争中被俘的美国人，要求中国遣返。中国方面则提出了让钱学森归国的问题，美国方面每次都矢口否认，说钱学森自己没有提出要回国。周恩来向毛泽东(唐国强 饰)请示，决定用朝鲜战争中抓获的11名美国飞行员来交换钱学森。但我方释放了这11名飞行员，美国方面却仍然拒绝放回钱学森。8月1日，中美大使级会谈在日内瓦开始，王炳南(高森 饰)大使向美方提出钱学森的问题，美国大使约翰逊矢口否认，说钱学森没有提出要回中国。王炳南拿出钱学森写在香烟纸上的信，并当场宣读，约翰逊无言以对，终于同意钱学森回国。8月5日，钱学森接到准许离开美国的通知，异常激动。临走前，钱学森带着蒋英和儿女去向恩师冯·卡门告别。钱学森将新出版的《工程控制论》和《物理力学讲义》送给他。