1960年10月23日，装载着三枚国产地地导弹的专列从北京出发，200多名科学家和科技人员随同前往，参加导弹发射试验。张爱萍（茅菁饰）等亲临现场，正在医院打点滴的聂荣臻顾不得病情，也前往酒泉发射基地。在导弹燃料加注现场，张爱萍不顾危险，亲自坐镇，眼看着一车车燃料加注到导弹燃料箱内。1960年11月5日，仿制的导弹终于发射成功。聂荣臻（谢钢饰）兴奋地宣布：“这是我国军事装备史上的一个重大转折点。”为了守护导弹基地中200多公里铁路线，一千多名官兵被确定就地转业。看着战士们割舍不下穿了多年的军装，工兵团团长含泪率先摘下自己的领章帽徽。又一批大科学家即将加入核武器研制的行列：程开甲在钱三强推荐和邓小平（史鑫饰）的批准下，来到核武器研究院；为了严守秘密，王淦昌这位世界闻名的科学家在加入这个队伍的时候，把自己名字改为王京，直到1978年才恢复原名。